引用计数

什么是引用计数？

一个在堆上创建的对象，记录有多少个指针指向它。

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 为什么要设计引用计数，他解决什么问题？

1、new出一个临时对象，使用完了，需要delete。但是拥有权会转移（auto_ptr）或者扩散，因此很难确定delete时机。忘记delete导致资源泄漏，过早delete，导致还在使用的指针出现错误，重复delete导致未定义行为。

2、许多对象拥有相同的值，存储多次是个很愚蠢的事，可以共享。

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如何实现：

1、以String为例说明，String s1 = "Hello", String s2 = s1; 可以让s1,s2共享"Hello"。

2、引用计数放在哪里呢？显然不能放在String对象中，因为每个String对象都有这个引用计数，引用计数应该和String指向的Value在一起。

3、在String中建立一个嵌套类StringValue，String中有一个字段 StringValue* pStringValue。为什么StringValue设计成嵌套类，因为StringValue只是嵌套在String中，为了实现String，不会出现在其他地方。与此类似的有，STL中各种容器专属的迭代器。

4、StringValue中有：int refCount，记录引用计数。char* pData：指向char。

5、String的copy构造

String::String(const String& rhs)
    :pStringValue(rhs.pStringValue)
{
    ++(pStringValue->refCount);
}

6、String的copy赋值

String& String::operator =(const String& rhs)
{
    if(pStringValue == rhs.pStringValue) //共享的数据赋值
    {
        return *this;
    }
    
    if(--pStringValue->refCount == 0) //处理老的内容
    {
        delete pStringValue;
    }
    
    pStringValue = rhs.pStringValue;
    ++pStringValue->refCount;
    
    return *this;
}

7、String的析构

String::~String()
{
    if(--pStringValue->refCount == 0)
    {
        delete pStringValue;
    }    
}

8、Copy-On-Write（写时才复制）

考虑s1，s2指向同一个内容，s1[2] = f; 程序员期望只是修改s1，如何支持？

char& operator[](int index)
{
    if(this->pStringValue->refCount > 1) //存在其他人共享
    {
        --this->pStringValue->refCount;
        this->pStringValue = new StringValue(pStringValue->pData);
    }
    
    return pStringValue->pData[index];
}

9、考虑 char* pc = &s1[2]; 然后修改pc，还是会修改s2，怎么办？
　　增加一个标志位，访问[]，设置StringValue不是共享。

10、现在假如Person，Book也有这种需求，怎么办？

　　需要建立PersonValue，BookValue，通过建立基类，复用代码。RCValue为基类，RCValue 的copy构造和copy赋值，不需要做任何事，因为不会对RCValue调用copy构造和copy赋值。而是对String，Person，Book调用copy构造，copy赋值，传递pValue指针。

11、对于String中的pStringValue使用smart point，可以实现自动操作引用计数。