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MFC的CString是字符串管理类,其为了实现高效率的缓冲管理,使用了引用记数及CopyBeforeWrite技术。这在一定程度上加大了其神秘感和理解难度。好在他的代码是公开的，所以可以给我们研究它的内部实现提供条件。下面就来看看到底是如何实现的。由于不同版本的MSVC其CString实现有些许差别，下面是针对VS2003来说明的。

由于它的基础类使用了模板技术，可以实现内存管理的定制，我们只研究MFC的默认内存管理方式。即CAfxStringMgr类提供的方式。MFC在strcore.cpp定义了它的一个全局实例：CAfxStringMgr afxStringManager。在特性模板参数中通过

AfxGetStringManager() 将 afxStringManager作为默认的管理对象指针。

下面从具体的代码来查看其执行机制：

如

CString str( _T("abc") );

这个语句定义了字串对象str,并初始化为"abc"。

看它到底是如何执行的吧。

首先CString是 CStringT 的TCHAR字符类型版本(自适应Unicode及Ascii型)。

typedef ATL::CStringT< TCHAR, StrTraitMFC< TCHAR > > CString;

所以它的构造函数是调用了

CStringT::CStringT( const XCHAR* pszSrc ) :<br /> CThisSimpleString( StringTraits::GetDefaultManager() )<br /> {<br /> if( !CheckImplicitLoad( pszSrc ) )<br /> {<br /> // nDestLength is in XCHARs<br /> *this = pszSrc;<br /> }<br /> }<br />

可见在构造函数使用CThisSimpleString( StringTraits::GetDefaultManager() ) 指定了内存管理对象为afxStringManager。记住这个MFC默认的内存管理返回的字串内存为空，但带了一个内存分配器，为以后的内存分配做准备。因为字串内存为空，所以后面的赋值操作将激发内存分配操作。

然后调用赋值语句

CStringT& operator=( PCXSTR pszSrc )<br /> {<br /> CThisSimpleString::operator=( pszSrc );</p> <p> return( *this );<br /> }

这里又将处理转向了基类CSimpleString的赋值语句

CSimpleStringT& operator=( PCXSTR pszSrc )<br /> {<br /> SetString( pszSrc );</p> <p> return( *this );<br /> }

下面就进入了字串赋值的实际代码

void SetString( PCXSTR pszSrc )<br /> {<br /> SetString( pszSrc, StringLength( pszSrc ) );<br /> }<br /> void SetString( PCXSTR pszSrc, int nLength )<br /> {<br /> if( nLength == 0 )<br /> {<br /> Empty();<br /> }<br /> else<br /> {<br /> // It is possible that pszSrc points to a location inside of our<br /> // buffer. GetBuffer() might change m_pszData if (1) the buffer<br /> // is shared or (2) the buffer is too small to hold the new<br /> // string. We detect this aliasing, and modify pszSrc to point<br /> // into the newly allocated buffer instead.</p> <p> if(pszSrc == NULL)<br /> AtlThrow(E_INVALIDARG); </p> <p> UINT nOldLength = GetLength();<br /> UINT_PTR nOffset = pszSrc-GetString();<br /> // If 0 <= nOffset <= nOldLength, then pszSrc points into our<br /> // buffer</p> <p> PXSTR pszBuffer = GetBuffer( nLength );<br /> if( nOffset <= nOldLength )<br /> {<br /> CopyCharsOverlapped( pszBuffer, pszBuffer+nOffset, nLength );<br /> }<br /> else<br /> {<br /> CopyChars( pszBuffer, pszSrc, nLength );<br /> }<br /> ReleaseBufferSetLength( nLength );<br /> }<br /> }

可以看出它考虑了新旧字串地址的重叠问题，并做了不同处理。

其中最关键的函数是GetBuffer(nLength);

PXSTR GetBuffer( int nMinBufferLength )<br /> {<br /> return( PrepareWrite( nMinBufferLength ) );<br /> }</p> <p>PXSTR PrepareWrite( int nLength )<br /> {<br /> CStringData* pOldData = GetData();<br /> int nShared = 1-pOldData->nRefs; // nShared < 0 means true, >= 0 means false<br /> int nTooShort = pOldData->nAllocLength-nLength; // nTooShort < 0 means true, >= 0 means false<br /> if( (nShared|nTooShort) < 0 ) // If either sign bit is set (i.e. either is less than zero), we need to copy data<br /> {<br /> PrepareWrite2( nLength );<br /> }</p> <p> return( m_pszData );<br /> }<br /> ATL_NOINLINE void PrepareWrite2( int nLength )<br /> {<br /> CStringData* pOldData = GetData();<br /> if( pOldData->nDataLength > nLength )<br /> {<br /> nLength = pOldData->nDataLength;<br /> }<br /> if( pOldData->IsShared() )<br /> {<br /> Fork( nLength );<br /> }<br /> else if( pOldData->nAllocLength < nLength )<br /> {<br /> // Grow exponentially, until we hit 1K.<br /> int nNewLength = pOldData->nAllocLength;<br /> if( nNewLength > 1024 )<br /> {<br /> nNewLength += 1024;<br /> }<br /> else<br /> {<br /> nNewLength *= 2;<br /> }<br /> if( nNewLength < nLength )<br /> {<br /> nNewLength = nLength;<br /> }<br /> Reallocate( nNewLength );<br /> }<br /> }<br />

其中

if( (nShared|nTooShort) < 0 )  // If either sign bit is set (i.e. either is less than zero), we need to copy data
  {
   PrepareWrite2( nLength );
  }

说明假设字串缓冲是共享的（也就是多个CString对象共用），将激发Fork( nLength );，假如内存太小，将进行内存扩大操作。

在本例中，也许大家觉得这个初始时内存为0，肯定进行内存扩大操作。但实际上进入的是Fork(nLength);，因为原来初始化的默认内存管理器所返回的内存天生属于共享的。

class CNilStringData :<br /> public CStringData<br /> {<br /> public:<br /> CNilStringData() throw()<br /> {<br /> pStringMgr = NULL;<br /> nRefs = 2; // Never gets freed by IAtlStringMgr<br /> nDataLength = 0;<br /> nAllocLength = 0;<br /> achNil[0] = 0;<br /> achNil[1] = 0;<br /> }</p> <p> void SetManager( IAtlStringMgr* pMgr ) throw()<br /> {<br /> ATLASSERT( pStringMgr == NULL );<br /> pStringMgr = pMgr;<br /> }</p> <p>public:<br /> wchar_t achNil[2];<br /> };

nRefs = 2;  // Never gets freed by IAtlStringMgr

这里将默认返回的内存的nRefs设置为2，就是初始的字串都共享原始的那个长度为0的缓冲。

下面看看Fork函数如何处理：

ATL_NOINLINE void Fork( int nLength )<br /> {<br /> CStringData* pOldData = GetData();<br /> int nOldLength = pOldData->nDataLength;<br /> CStringData* pNewData = pOldData->pStringMgr->Clone()->Allocate( nLength, sizeof( XCHAR ) );<br /> if( pNewData == NULL )<br /> {<br /> ThrowMemoryException();<br /> }<br /> int nCharsToCopy = ((nOldLength < nLength) ? nOldLength : nLength)+1; // Copy '/0'<br /> CopyChars( PXSTR( pNewData->data() ), PCXSTR( pOldData->data() ), nCharsToCopy );<br /> pNewData->nDataLength = nOldLength;<br /> pOldData->Release();<br /> Attach( pNewData );<br /> }

我们看到这里对缓冲内存进行了重新分配。同时对旧的缓冲调用Release。

其中用到了默认的内存管理器进行内存分配操作

pOldData->pStringMgr->Clone()->Allocate( nLength, sizeof( XCHAR ) );

这个分配操作就是内部引用计数的关键部分。

CStringData* CAfxStringMgr::Allocate( int nChars, int nCharSize )<br /> {<br /> size_t nTotalSize;<br /> CStringData* pData;<br /> size_t nDataBytes;</p> <p> ASSERT(nCharSize > 0);</p> <p> if(nChars < 0)<br /> {<br /> ASSERT(FALSE);<br /> return NULL;<br /> }</p> <p> nDataBytes = (nChars+1)*nCharSize;<br /> nTotalSize = sizeof( CStringData )+nDataBytes;<br /> pData = (CStringData*)malloc( nTotalSize );<br /> if (pData == NULL)<br /> return NULL;<br /> pData->pStringMgr = this;<br /> pData->nRefs = 1;<br /> pData->nAllocLength = nChars;<br /> pData->nDataLength = 0;</p> <p> return pData;<br /> }

我们看到这里的分配操作额外分配了CStringData大小的数据在缓冲的前面，该数据用于对缓冲区进行引用计数。从而实现了缓冲的共享。

然后其他操作时只要涉及数据Clone或释放操作时都将对计数进行增加或减少，从而达到缓冲共享，并在不使用时能够及时回收。