string物件模型

上篇剖析的string物件模型

template <class _Tp, class _Alloc> class _String_base {
....
  _Tp* _M_start;
  _Tp* _M_finish;
  _Tp* _M_end_of_storage;
};
template <class _CharT, class _Traits, class _Alloc> 
class basic_string : private _String_base<_CharT,_Alloc> {
.....
static const size_type nops;
};
 

  從上面的程式碼可以看到string 記憶體佈局就是三個指標，在64位下就是24位元組，但是這個版本的stl 比較老，它是stl原始碼剖析一書中對應的版本特別的老。本文接下來剖析下gcc 4.4.6 版本string物件模型 ,這個版本的string 屬於寫時拷貝的版本。

gcc 4.4.6 版本string 建構函式原始碼分析

struct _Alloc_hider : _Alloc
{
  _Alloc_hider(_CharT* __dat, const _Alloc& __a)
  : _Alloc(__a), _M_p(__dat) { }
  _CharT* _M_p; 
 };
template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
class basic_string
{
  ...
  mutable _Alloc_hider	_M_dataplus;
  ...
}
 

  可以看到在 gcc 4.4.6 中string 在棧上就只有一個 char * 的指標。那麼它是如何跟它引用計數關聯起來的，可以看下面的程式碼，在構造的string 物件的時候，裡面呼叫了Ref的create 函式來構造string物件，然後通過 M_ref_data 函式返回真正的字串地址給string物件的 _M_dataplus指標。   其實總結下string真正在堆上的物件是通過 ref::create 函式來申請的，這個函式會申請 struct ref + len+1 個空間，然後使用 置位new 來首先在這個空間的最上面初始化 Ref 結構體物件，然後通過呼叫 M_ref_data 函式 物件申請的空間 p 進行加1 ，然後指標達到 char * 的位置，然後把這個位置的指標返回回去，外部的 _M_dataplus 指標接受，所以棧上的 _M_dataplus 指向的並不是string在堆上的全部空間只是一部分。

  template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
  inline basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::basic_string()
    : _M_dataplus(_S_construct(size_type(), _CharT(), _Alloc()), _Alloc()) {}

template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
template<typename _InIterator>
 _CharT* basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_S_construct(_InIterator __beg, _InIterator __end, const _Alloc& __a,
		   input_iterator_tag)
  {
    ...
	_CharT __buf[128];
	size_type __len = 0;
	while (__beg != __end && __len < sizeof(__buf) / sizeof(_CharT))
	  {
	    __buf[__len++] = *__beg;
	    ++__beg;
	  }
	_Rep* __r = _Rep::_S_create(__len, size_type(0), __a);//這個裡呼叫了create 函式 
	_M_copy(__r->_M_refdata(), __buf, __len);
	__try
	  {
	    while (__beg != __end)
	      {
		if (__len == __r->_M_capacity)
		  {
		    // Allocate more space.
		    _Rep* __another = _Rep::_S_create(__len + 1, __len, __a);
		    _M_copy(__another->_M_refdata(), __r->_M_refdata(), __len);
		    __r->_M_destroy(__a);
		    __r = __another;
		  }
		__r->_M_refdata()[__len++] = *__beg;
		++__beg;
	      }
	  }
   ....
	__r->_M_set_length_and_sharable(__len);
	return __r->_M_refdata();
}
template<typename _CharT, typename _Traits , typename _Alloc>
typename basic_string <_CharT, _Traits, _Alloc >::_Rep*
basic_string<_CharT , _Traits, _Alloc>::_Rep ::
_S_create(size_type __capacity, size_type __old_capacity ,
          const _Alloc & __alloc)
{
    // 需要分配的空間包括：
    //  一個數組 char_type[__capacity]
    //  一個額外的結尾符 char_type()
    //  一個足以容納 struct _Rep 空間
    // Whew. Seemingly so needy, yet so elemental.
    size_type __size = (__capacity + 1) * sizeof( _CharT) + sizeof (_Rep);
    void* __place = _Raw_bytes_alloc (__alloc). allocate(__size ); //申請空間
    _Rep * __p = new (__place) _Rep;// 在地址__place 空間上直接 new物件( 稱為placement new)
    __p-> _M_capacity = __capacity ;
    __p-> _M_set_sharable();// 設定引用計數為0，標明該物件只為自己所有
    return __p;
}

物件模型圖

gcc 4.4.6

本部落格上篇剖析的 string 物件模型

預設存一個 字串 a 的物件模型

參考