Qt字符串类（QString）进行了多方面的优化。

隐式共享

隐式共享（implicit sharing)又称为回写复制（copy on write)。当两个对象共享同一份数据时(通过浅拷贝实现数据块的共享)，如果数据不改变，则不进行数据的复制。而当某个对象需要改变数据时，则执行深拷贝。

程序在处理共享对象时，使用深拷贝和浅拷贝这两种方法复制对象。所谓深拷贝，就是生成对象的一个完整的复制品；而浅拷贝则是一个引用复制（如仅复制指向共享数据的指针）。

显然，执行一个深拷贝的代价是比较昂贵的，要占用更多的内存和CPU资源；而浅拷贝的效率则很髙，它仅需设置一个指向共享数据块的指针及修改引用计数的值。

隐式共享可以降低对内存和CPU资源的使用率，提高程序的运行效率。它使得在函数中（如参数、返回值）使用值传递更有效率。

QString类釆用隐式共享技术，将深拷贝和浅拷贝有机地结合起来。

下面通过一个例子来具体介绍隐式共享是如何工作的。

QString str1 = "data"; //初始化一个内容为“data”的字符串
QString str2 = str1; //(a)
str2[3] = ‘e'; //(b)
str2[0] = ‘f’; //(c)
str1 = str2; //(d)

其中，

• (a)QString str2 = str1: 将该字符串对象str1赋值给另一个字符串str2 (由QString的复制构造函数完成str2的初始化)，此时str2 = ”data"。在对str2赋值的时候，将发生一次浅拷贝，导致两个QString对象都指向同一个数据结构。该数据结构除了保存字符串“data”外，还保存了一个引用计数器，以记录字符串数据的引用次数。在这里，因为str1和str2指向同一个数据结构，所以计数器的值为2。
• (b) str2[3] = ‘e'：对QString对象str2的修改，将会导致一次深拷贝，使得str2对象指向一个新的、不同于str1所指的数据结构（该数据结构的引用计数为1,因为只有str2指向这个数据结构)，同时修改原来的str1指向的数据结构，设置它的引用计数为1。此时，只有QString对象str1指向该数据结构)。继而在这个str2指向的、新的数据结构上完成数据的修改。引用计数为1意味着这个数据没有被共享。此时str2 =”date"，str1=”data"。
• (c) str2[0] = ‘f’：进一步对QString对象str2进行修改，但这个操作不会引起任何形式的复制，因为str2指向的数据结构没有被共享。此时，str2 = "fate”, str1 = "data"。
• (d) str1 = str2：将str2赋值给str1。此时，str1将它指向的数据结构的引用计数器的值修改为0,也就是说，没有QString对象再使用这个数据结构了。因此，str1指向的数据结构将会从内存中释放掉。该操作的结果是，QString对象str1和str2都指向字符串为“fate”的数据结构，该数据结构的引用计数为2。

Qt中支持隐式共享的类还包括：所有的容器类；QByteArray、QBrush、QPen、QPalette、QBitmap、QImage、QPixmap、QCursor、QDir、QFont和QVariant等。

内存分配策略

QString在一个连续的内存块中保存字符串数据。当字符串的长度不断增长时，QString需要重新分配内存空间，以便有足够的空间保存增加的字符串。QString使用的内存分配策略如下。

每次分配4个字符空间，直到大小为20；

在20?4084之间，QString分配的内存块大小以2倍的速度增长；

从4084开始，每次以2048个字符大小（4096字节，即4KB）的步长增长。

下面举例具体说明QString在后台是如何运行的：

QString test()
{
  QString str;
  for(int i=0;i<9000;++i)
  str.append(“a”);
  return str;
}

首先定义了一个QString对象str，然后为它追加9000个字符。根据QString的内存分配策略，这个循环操作将导致14次内存重分配：4、8、16、20、52、116、244、500、1012、2036、4084、6132、8180、10228。最后一次内存重分配操作后，QString对象str具有一个10228个Unicode字符大小的内存块（20456字节)，其中有9000个字符空间被使用（18000字节）。

————————————————

觉得有用的话请关注点赞，谢谢您的支持！

对于本系列文章相关示例完整代码有需要的朋友，可关注并在评论区留言！