My insight C++——C++中的隐式计数

C++是一种广泛使用的语言，也曾有兴趣略作研究。因为最近一段时间估计不会用它进行开发了，静下心来，谈谈我对它的理解或是发现。

(1) 引子

本文谈一谈C++中的隐式计数。隐式计数是一个计数器，因为他的储存空间没有显示的体现在程序代码中，故称之为“隐式”，而“计数”是说该存储空间的功能。这么一说，你首先想到的可能是C++中的new []和delete []操作符，不错，用new分配一个数组时，正是使用了“隐式计数”，才使得delete该数组指针时，能够获取到数组元素的个数，请看下面的代码，或许你并不陌生：

struct Test

{

Test() { cout << "Test()" << endl; }

~Test() { cout << "~Test()" << endl; }

};

int main()

{

Test *p = new Test[2];

*((int *)p - 1) = 1;

delete[] p;

return 0;

}

看看输出吧，构造函数被调用两次，析构函数被调用一次(在VC6.0和gcc中均是如此)，毫无疑问，(int *)p - 1的位置就是一个计数器，它记录了数组数组元素的个数。

更多精彩点击 --------------------编程问答-------------------- (2) 示例1——string中的隐式计数

我们再来看看下面关于std::string的例子：

int main()

{

string s1("Hello");

string s2 = s1;

char *p = const_cast<char *>(s2.c_str());

p[0] = 'M';

cout << s1 << endl;

return 0;

}

上面的程序输出什么？是“Hello”吗？答案是不一定(我在gcc 3.4.6中是Mello)。这实际上取决于string类的实现，如果string采用了copy on write的机制，那么s1和s2实际上共享同一段内存，因此上面的代码也修改了s1的内容。当然，这都是const_cast惹的祸，常规代码对s1和s2都是能正常工作的。

上面提到了copy on write的共享机制，那么，程序又是如何决定什么时候删除该共享内存呢?答案是引用计数，如果你有兴趣，你可以查看p指针的前4个字节，发现其值为1，而再添加一个“string s3 = s1;”后，其值变为2，毫无疑问，这正是一个引用计数。

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--------------------编程问答-------------------- 3) 示例2——static中的隐式计数

再看一个关于static局部变量的例子。我们知道，如果函数中的static变量在定义时赋初值，那么只有在第一次调用该函数时，初始化才被执行，以后的调用都不再执行。那么，编译器又是怎么实现的呢？答案很简单，就是一个标志位，程序初始化时该标志位为0，函数中初始化相关的代码则演变为：检查标志位，如果是0，则对变量进行初始化，然后将标志位置1，否则跳过初始化步骤。这个标志位实际上就是一个隐式的计数器，虽然它只是一个0-1计数。

知道了编译器的这个“内幕”，你可以用下面的代码轻易的绕过初始化检查，让函数中的static变量在每次被调用时都被初始化(代码有些BT，不适者勿看)。

void Test(int initVal)

{

static int i = initVal;

cout << i << endl;

++i;

}

int FindAddress()

{

unsigned char *addr = (unsigned char *)&Test;

// There is only one instruction in Test: jmp realAddr

if (*addr == 0xe9)

{

addr = addr + *(int *)(addr + 1) + 5;

}

// Look forward at most 100 bytes for instruction "and eax 1"

for (int i = 0; i < 64; i++)

{

#ifdef WIN32

if (memcmp(addr + i, "\x83\xe0\x01", 3) == 0)

{

return *(int *)(addr + i - 4);

}

#else

if (addr[i+0] == 0x80 && addr[i+1] == 0x3d && addr[i+6] == 0x00)

{

return *(int *)(addr + i + 2);

}

#endif

}

return 0;

}

int main()

{

cout << "before modify: " << endl;

Test(0);

Test(100);

try

{

int flagAddress = FindAddress();

if (flagAddress)

{

cout << "After modify: " << endl;

*reinterpret_cast<int *>(flagAddress) = 0;

Test(1000);

}

else

{

cout << "Can not find the flag address" << endl;

}

}

catch (...)

{

cout << "There is some bug in program" << endl;

}

return 0;

}

代码的讲解我就不说了，注意的是FindAddress函数，其中尝试查找某种特征的指令。

--------------------编程问答-------------------- (4) 总结

上面举了几个“隐式计数”的例子，它们可能是编译器为了在程序中实现代码面上的功能，而在其中添加的额外数据结构，也可能是库源码中为你所不熟悉的数据结构(如string中的隐式计数)。了解这些深层次的实现，对查排错误或是提高效率都不无裨益。

很少写文章，写这篇文章的目的，只是希望下次你在用到C++的某个比较“怪异”的特性时，也能有自己的发现, :)。

更多精彩点击 --------------------编程问答-------------------- 看贴是学习 --------------------编程问答-------------------- 顶｀｀｀｀｀｀｀｀｀ --------------------编程问答-------------------- 呵呵，长点见识 --------------------编程问答-------------------- 一定要做个记号 --------------------编程问答-------------------- 我也不懂啊，就想从中能学点东西 --------------------编程问答-------------------- 很不错，值得顶！！ --------------------编程问答-------------------- 不错哟，要顶啦！ --------------------编程问答-------------------- 获益匪浅
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--------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- 顶上 --------------------编程问答-------------------- 基本不同意LZ的看法
1,不是计数,而是内存分配时隐式赋值.
2,对于String来说是一个显式计数.
3,根本不存在那个标志位,static在全局变量初始化后被直接初始化. --------------------编程问答-------------------- 看了第一个就难得看后面的了，完全是在胡说.
麻烦你反汇编看看好不好？？？麻烦你不要想当然好不好？？？ --------------------编程问答--------------------

顶！

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--------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- 不懂LZ想实现什么，本来人家想向用户隐藏的东西，却被LZ易做图地挖出来了。。就像我写一个类，里面有个私有成员，LZ偏要把这个私有成员挖出来。。破坏了语言自身的规则。。

要了解这些工作原理看代码不就行了嘛。。何必去猜测，CRT和STRING都有代码，说不定被你这样一写，程序就Crash了。

1：内存管理器自身要记住分配内存快的大小，不管是c++的new/delete还是c的malloc和/free，这个是语言自身的一个实现，而不是C++中的什么隐式计数，况且delete是C++的一个操作符！

2和3.。。没兴趣再回答。。 --------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- Mark --------------------编程问答-------------------- copy on write？现在还有使用这个实现的字符串？ --------------------编程问答-------------------- 看过一个垃圾回收器,跟LZ说的有点类似,不过计数器是自己设计,只是让他更加智能,不知道原来的是不是如此 --------------------编程问答-------------------- 我也觉得这样不好。应该是抽象出来的。学习下吧 --------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- 获益匪浅 --------------------编程问答-------------------- MARK --------------------编程问答-------------------- 学习 --------------------编程问答-------------------- 学习 MARK
--------------------编程问答-------------------- 好贴留名 --------------------编程问答-------------------- 但是不应该写出依赖这些实现的代码，那简直就是灾难！！！ --------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- 学习了。 --------------------编程问答-------------------- 都有些不对

那些计数是实现着的做法,标准没有规定了用那种方法的实现.
只能说某些实现的隐士计数,而不能说是C++语言规定的隐式计数 --------------------编程问答-------------------- 看不太明白 --------------------编程问答-------------------- 对楼主钻研的精神赞扬！ --------------------编程问答-------------------- I always think they are bugs. --------------------编程问答-------------------- 这个和编译器的实现有关，所有和C++语言本身其实毫无关系……（第二条的话不算是C++语言本身的问题吧，只是实际类的问题） --------------------编程问答-------------------- 为什么第一个代码里面，如果类不写析构函数， *((int *)p - 1) 就不对了，

求解！！！ --------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- 谢谢 --------------------编程问答-------------------- 顶 --------------------编程问答-------------------- 了解了 --------------------编程问答-------------------- 顶一下,很好 --------------------编程问答-------------------- 有争论的帖子，不看。 --------------------编程问答-------------------- 怎么看引用次数？我加了句cout<<*((int*)p-1);但是结果不对哦，求教

引用 1 楼 tomato_potato 的回复:

(2) 示例1——string中的隐式计数

我们再来看看下面关于std::string的例子：

int main()

{

string s1("Hello");

string s2 = s1;

char *p = const_cast <char *>(s2.c_str());

p[0] = 'M';

cout < < s1 < < endl;

return 0;

}

上面的程序输出什么？是“Hello”吗？答案是不一定(我在gcc 3.4.6中是Mello)。这实际上取决于string类的实现，如果string采用了copy on write的机制，那么s1和s2实际上共享同一段…

--------------------编程问答-------------------- 要是有一个类似sizeof的关键字可以返回new分配的内存大小就好了.
实际上没有,说明new[]方式分配的内存其"隐式计数"的位置和存在方式是不确定的. --------------------编程问答--------------------

引用 51 楼 xinustc 的回复:

怎么看引用次数？我加了句cout < <*((int*)p-1);但是结果不对哦，求教
引用 1 楼 tomato_potato 的回复:
(2) 示例1——string中的隐式计数

我们再来看看下面关于std::string的例子：

int main()

{

string s1("Hello");

string s2 = s1;

char *p = const_cast <char *>(s2.c_str());

p[0] = 'M';

cout < < s1 < < endl;

return 0;

}

上面的程序输出什么？是“Hello”吗？答案是不…

这个东西和编绎器相关的，不同的编绎器有不同的实现，我的 vs2005也不行 --------------------编程问答-------------------- mark --------------------编程问答-------------------- 顶学习一下 --------------------编程问答-------------------- 学习一下 --------------------编程问答-------------------- 先顶再看!! --------------------编程问答-------------------- compiler dependents --------------------编程问答-------------------- 麻仁棵 --------------------编程问答-------------------- --------------------编程问答-------------------- 楼主好人啊感动ing --------------------编程问答-------------------- 不错仔细思考 --------------------编程问答-------------------- --------------------编程问答-------------------- 感谢楼主分享经验 --------------------编程问答-------------------- 受教了！ --------------------编程问答--------------------

引用 190 楼 MSTOP 的回复:

引用 189 楼 test_000_012 的回复:
引用 184 楼 kkkgho 的回复:
版主也是人，他们没拿工资，为什么要为你服务？

他们是为CSDN服务的

各位版主的奴才意识相当到位...............

这鸟人真是已易做图到了无可复加....
看来我不易做图妈你都不知道谁是你爹了.

看看此版主的此等留言.............

更多版主的更多精彩留言就在下面链接:

http://topic.csdn.net/u/20081119/11/bda8bc5d-98d0-45ee-a1c1-86209d7f121d.html?seed=1991168656#replyachor

--------------------编程问答-------------------- MARK 学习一下 --------------------编程问答-------------------- 领教了，看来自己不是一般的无知啊。。。。 --------------------编程问答-------------------- 学习 --------------------编程问答-------------------- 长见识 --------------------编程问答-------------------- 长点见识 --------------------编程问答-------------------- 搂主最后那个程序实例有没有运行成功呢？是针对某个编译器起作用吧？ --------------------编程问答-------------------- 很不错，值得顶！！ --------------------编程问答-------------------- 等有时间，看看，先MRAR一下，看看c++隐式计数到底是怎么一回事。

补充：移动开发 ,  超极本开发