深入解析CString的内存结构

更新时间：2023-10-08 01:16:01 阅读量：综合文库文档下载

说明：文章内容仅供预览，部分内容可能不全。下载后的文档，内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的，是否完整无缺。

深入解析windows推荐度：
相关推荐

深入解析MFC -- CString的内存结构

VC6的时候记得看过CString的源代码，并不复杂，应该是从VC7开始，MFC和ATL共用一个CString了，新的CString使用了模板技术和其它技术，值得一提。先看CString的定义： typedef CAtlString CString;

如果想明确使用ANSI和UNICODE版本，可以使用CStringA和CStringW，看它们的定义：

typedef CAtlStringW CStringW; typedef CAtlStringA CStringA;

以上三个Atl版本的String，其定义为：

typedef CStringT< wchar_t, StrTraitATL< wchar_t > > CAtlStringW; typedef CStringT< char, StrTraitATL< char > > CAtlStringA; typedef CStringT< TCHAR, StrTraitATL< TCHAR > > CAtlString; 因此，CStringT才是真实的CString类。

template< typename BaseType, class StringTraits > class CStringT :

public CSimpleStringT< BaseType,

_CSTRING_IMPL_::_MFCDLLTraitsCheck::c_bIsMFCDLLTraits > { };

CStringT有两个模板参数，第一个表明字符类型，第二个参数从源代码中知道是StrTraitATL：

template< typename _BaseType = char, class StringIterator = ChTraitsOS< _BaseType > >

class StrTraitATL : public StringIterator {

public:

static HINSTANCE FindStringResourceInstance(__in UINT nID) throw() {

return( AtlFindStringResourceInstance( nID ) ); }

static IAtlStringMgr* GetDefaultManager() throw() {

return( &g_strmgr ); } };

从类声明看到他提供了一个字符串管理器，字符迭代器和从资源中获得字符串的功能。字符串管理器比较重要，后面会提到。

CStringT没有成员变量，封装了很多好用的字符串函数，数据在基类CSimpleStringT中。

CSimpleStringT只有一个成员变量m_pszData，不要小看这个变量，在它身上，有着很多秘密，绝对不是他的声明那么朴实： PXSTR m_pszData;

PXSTR就是char或者wchar_t，只不过被模板的特化技术封装了一下。

CSimpleStringT没有直接操作m_pszData，而是通过成员函数GetData来获得，看一下这个函数：

CStringData* GetData() const throw() {

return( reinterpret_cast< CStringData* >( m_pszData )-1 ); }

这个函数将m_pszData指向的内存转成CStringData类型，然后往前移动sizeof(CStringData)的长度，指向了一个 CStringData对象。m_pszData的秘密就在此处，实际上，每次分配内存时，都会多分配一段sizeof(CStringData)长度的内存，最前面这段数据格式化为CStringData对象，然后m_pszData指向其后的数据，这才是字符串。

|_______________|___________________________________________________| CStringData m_pszData 再看CStringData的声明： struct CStringData {

IAtlStringMgr* pStringMgr; // String manager for this CStringData int nDataLength; // Length of currently used data in XCHARs (not including terminating null)

int nAllocLength; // Length of allocated data in XCHARs (not including terminating null)

long nRefs; // Reference count: negative == locked

// XCHAR data[nAllocLength+1] // A CStringData is always followed in memory by the actual array of character data };

CStringData包含了这个字符串的所有信息，包括字符串长度，内存长度和引用计数，另外还有一个字符串管理器指针，这个指针从前面所提到的模板参数StrTraitATL中得到。再看看接口IAtlStringMgr的声明： __interface IAtlStringMgr {

public:

// Allocate a new CStringData

CStringData* Allocate( int nAllocLength, int nCharSize ) throw(); // Free an existing CStringData

void Free( CStringData* pData ) throw();

// Change the size of an existing CStringData

CStringData* Reallocate( CStringData* pData, int nAllocLength, int nCharSize ) throw();

// Get the CStringData for a Nil string CStringData* GetNilString() throw();

IAtlStringMgr* Clone() throw(); };

IAtlStringMgr提供了字符串内存的分配和销毁。具体实现参考类CAfxStringMgr。

我们还是先看看一个字符串是如何赋值的吧，给下面第二行代码加上断点，调试进入：

CString s;

s = L\

一直跟踪到wmemcpy_s函数，才找到了拷贝的函数，以下是堆栈： s = L\

CStringT::operator=() // a CSimpleStringT::operator=() // b SetString(const wchar_t * pszSrc) // c SetString(const wchar_t * pszSrc, int nLength) // d CopyChars // e 一行行来分析：

a，调用基类CSimpleStringT的操作符= b，调用SetString

c，求字符串pszSrc长度，调用两个参数的SetString

d，调用GetBuffer分配内存空间，然后判断新字符串是否与现有字符串重叠，重叠调用CopyCharsOverlapped拷贝新字符串，不重叠调用CopyChars e，CopyChars就是wmemcpy_s

在上面的步骤中，值得关注的GetBuffer函数。我们继续进入这个函数看看发生了什么： SetString

GetBuffer // a PrepareWrite // b PrepareWrite2 // c Fork // d CAfxStringMgr::Allocate // e _malloc_dbg // f a，调用PrepareWrite

b，判断引用计数是否大于1或者长度不够，满足任意一个条件，都需要调用PrepareWrite重新分配内存，否则直接返回m_pszData

c，首先判断新申请的长度是否小于已经内存长度，如果小于，则将长度设置为已有内存长度。然后判断引用计数是否大于1，是则调用Fork重新申请内存。如果引用计数不大于1，则看是否需要申请内存，是则重新分配。重新分配有一个简单的原则，以下这段比较清楚：

if( pOldData->nAllocLength < nLength ) {

// Grow exponentially, until we hit 1K. int nNewLength = pOldData->nAllocLength; if( nNewLength > 1024 )

{

nNewLength += 1024; } else {

nNewLength *= 2; }