More Effective C++之引用计数

　　Reference counting让我想起了Java，当假如想用C++来实现Java的能力的话，那Reference counting必不可少。Reference counting可以节省程序的运行成本，大量的构造、析构、分配、释放和拷贝的代价被省略。

　　实现

classRCObject

　　{

　　　public:

　　RCObject():refCount(0),shareable(true){}

　　RCObject(constRCObject&):refCount(0),shareable(true){}

　　RCObject& operator=(constRCObject& rhs){return *this;}

　　virtual ~RCObject()=0;

　　void AddReference(){++refCount;}

　　void RemoveReference(){if (--refCount == 0) deletethis;}

　　void markUnshareable(){shareable = false;}

　　bool isShareable() const{returnshareable;}

　　bool isShared() const {returnrefCount > 1;}

　　　private:

　　int refCount;

　　bool shareable;

　　};

　　RCObject::~RCObject(){}

　　template

　　class RCPtr

　　{

　　　public:

　　RCPtr(T* realPtr = 0):pointee(realPtr){init();}

　　RCPtr(constRCPtr& rhs):pointee(rhs.pointee){init();}

　　~RCPtr(){if (pointee) pointee->RemoveReference();}

　　RCPtr& operator = (constRCPtr& rhs)

　　{

　　　if (pointee!=rhs.pointee)

　　　{

　　if (pointee)

　　　pointee->RemoveReference();

　　　pointee = rhs.pointee;

　　　init();

　　　}

　　　return *this;

　　}

　　T* operator->() const { returnpointee;}

　　T& operator*() const{return *pointee;}

　　　private:

　　T* pointee;

　　void init()

　　{

　　　if (pointee == 0)

　　return;

　　　if (pointee->isShareable() == false)

　　pointee = newT(*pointee);

　　　pointee->AddReference();

　　}

　　};

　　class String

　　{

　　　public:

　　String(const char* value = ""):value(newStringValue(value)){}

　　const char& operator[](intnIndex) const

　　{

　　　return value->data[nIndex];

　　}

　　char& operator[](intnIndex)

　　{

　　　if (value->isShared())

　　value = newStringValue(value->data);

　　value->markUnshareable();

　　returnvalue->data[nIndex];

　　}

　　　protected:

　　　private:

　　strUCt StringValue:publicRCObject

　　{

　　　char* data;

　　　String Value(constchar* initValue)

　　　{

　　init(initValue);

　　　}

　　　String Value(constStringValue& rhs)

　　　{

　　init(rhs.data);

　　　}

　　　void init(constchar * initValue)

　　　{

　　data = newchar[strlen(initValue) + 1];

　　strcpy(data,initValue);

　　　}

　　　~String Value()

　　　{

　　delete [] data;

　　　}

　　};

　　RCPtr value;

　　};

　　这是Meyers给出的String的实现，然而我的观点是假如没有非凡的必要的话，对stirng最好不要使用引用计数，因为在多线程程序中同步的代价要大于引用计数本身的好处，得不偿失。

　　假如StringValue是一个现成的类，无法修改它的实现，那怎么办？没关系可以用委托，下面是一个典型的实现：

classRCObject

　　{

　　　public:

　　RCObject():refCount(0),shareable(true){}

　　RCObject(constRCObject&):refCount(0),shareable(true){}

　　RCObject& operator=(constRCObject& rhs){return *this;}

　　virtual ~RCObject()=0;

　　void AddReference(){++refCount;}

　　void RemoveReference(){if (--refCount == 0) deletethis;}

　　void markUnshareable(){shareable = false;}

　　bool isShareable() const{returnshareable;}

　　bool isShared() const {returnrefCount > 1;}

　　　private:

　　int refCount;

　　bool shareable;

　　};

　　RCObject::~RCObject(){}

　　template

　　class RCIPtr

　　{

　　　public:

　　RCIPtr(T* realPtr = 0):counter(new CountHolder)

　　{

　　　counter->pointee = realPtr;

　　　init();

　　}

　　RCIPtr(constRCIPtr& rhs):counter(rhs.counter)

　　{

　　　init();

　　}

　　~RCIPtr()

　　{

　　　counter->RemoveReference();

　　}

　　RCIPtr& operator = (constRCIPtr& rhs)

　　{

　　　if (counter != rhs.counter)

　　　{

　　counter->RemoveReference();

　　counter = rhs.counter;

　　init();

　　　}

　　　return *this;

　　}

　　constT* operator->()const

　　{

　　　returncounter->pointee;

　　}

　　T* operator->()

　　{

　　　makeCopy();

　　　returncounter->pointee;

　　}

　　constT& operator*() const

　　{

　　　return *(counter->pointee);

　　}

　　T& operator*()

　　{

　　　makeCopy();

　　　return *(counter->pointee);

　　}

　　　private:

　　struct CountHolder:publicRCObject

　　{

　　　~Count Holder(){deletepointee;}

　　　T* pointee;

　　};

　　Count Holder* counter;

　　void init()

　　{　

　　　if (counter->isShareable() == false)

　　　{

　　T* oldValue = counter->pointee;

　　counter = newCountHolder;

　　counter->pointee = newT(*oldValue);

　　　}

　　　counter->AddReference();

　　}

　　void makeCopy()

　　{

　　　if (counter->isShared())

　　　{

　　T* oldValue = counter->pointee;

　　counter->RemoveReference();

　　counter = newCountHolder;

　　counter->pointee = newT(*oldValue);

　　counter->AddReference();

　　　}

　　}

　　　};

　　　class Widget

　　　{

　　public:

　　　Widget(intSize){}

　　　Widget(constWidget& rhs){}

　　　~Widget(){}

　　　Widget operator=(const Widget& rhs){}

　　　void doThis(){printf("doThis()

");return;}

　　　int showThat() const{printf("showThat()

"); return 0;}

　　protected:

　　private:

　　　inti;

　　　};

　　　class RCWidget

　　　{

　　public:

　　　RCWidget(intsize):value(newWidget(size)){}

　　　void doThis(){value->doThis();}

　　　int showThat()const {returnvalue->showThat();}

　　protected:

　　private:

　　　RCIPtr value;

　　};

　　评估

　　实现引用计数是需要有前提的，不是所有的情况下，使用引用计数都是合适的。适合情况如下：

　　相对多的对象共享相对少量的实值。

　　对象的实值产生或者销毁的成本很高，或者占用很多内存。

　　但是要记住，即使是Java也会有内存泄漏，不要指望小小的引用计数（上面简单的实现）不会产生同样的问题。

　　引用计数是一项很深奥的技术，想想Java，所以需要很谨慎的对待，但愿它能带来程序设计上的优化。