迭代器和引用计数字符串

Question

如果我们考虑使用引用计数的std::string实现，请考虑以下场景：

int main()
{
  string english = "Hello";
  string german  = english; //refcnt = 2
  string german2 = german;

  /* L1 */ german[1] = 'a';
  /* L2 */ *(german2.begin() + 1) = 'A';

  cout << english << endl << german << endl << german2 << endl;
  return 0;
}

在L1和L2中发生了什么？是否中断了引用计数并执行了深度复制？我想是的，但我担心的是，如果发生这种情况，做一个简单的：

cout << german[1] << endl; 

或者是一个简单的：

cout << *(german.begin()) << endl;

在非常数上下文中将执行不必要的深度复制。我说的对吗？实现是如何处理这个细节的？

Answer 1

您是对的，在所有四个示例(L1、L2和下面的两个)中都会创建一个副本，尽管对于后两个示例是不必要的。

不幸的是，当非常量版本的operator[]被调用或者非常量迭代器被取消引用时，实现没有办法知道产生的非常量引用是否将用于修改对象，因此它必须确保它的安全并进行复制。

C++11将函数cbegin()和cend()添加到字符串和其他容器中，这些容器返回常量迭代器，即使在非常量对象上调用也是如此。这有助于缓解问题。我不知道operator[]有什么类似的解决方案。

注意:让operator[]或迭代器的运算符*()返回代理类型，正如其他一些回答者所建议的那样，并不是一个真正的选择，因为它违反了容器要求，其中之一是这些函数返回实际的引用。(这就是为什么现在每个人都认为vector<bool>是一个错误-它以这种方式使用代理)。

(当然，如果您正在编写自己的引用计数类，那么没有什么可以阻止您使用代理类型来实现这一点。)

Answer 2

实现这一点的一种方法是通过代理类。因此，当您索引到一个字符串时，如果获取一个char，您将得到一个看起来和感觉上都像char的对象。当对它执行写操作时，它会导致对原始字符串进行深度复制。