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GeekBand笔记: C++面向对象高级编程(2)

GeekBand笔记: C++面向对象高级编程(2)

作者: Royye | 来源:发表于2016-03-11 22:38 被阅读0次

    构造函数(constructor)

    控制类的对象初始化过程的函数,任务是初始化类对象的数据成员。

    • 构造函数和类名一样
    • 构造函数没有返回值
    • 构造函数不能声明为const,因为构造过程需要写值

    默认构造函数(default constructor)

    隐式定义

    编译器创建的默认构造函数,又称为合成的默认构造函数(synthesized default constructor)
    只有当类没有声明任何构造函数时,编译器才会自动生成默认构造函数。
    一旦定义了其他的构造函数,除非显式定义默认构造函数,否则类将没有默认构造函数

    隐式定义初始化data member方式的优先顺序

    1. 类内初始值(in-class initializer) C++11支持为data member提供初始值
    2. 默认初始化(default initialized) 由变量类型决定。

    三大函数(Big Three)

    拷贝控制操作(copy control) 包括:

    • 拷贝复制构造函数(copy constructor)
    • 拷贝赋值运算符(copy assignment operator)
    • 析构函数(destructor)

    拷贝构造函数(copy constructor)

    • 如果类没有显式定义, 则编译器生成一个默认的合成拷贝构造函数(synthesized copy constructor),浅拷贝的。

      • 和合成的默认构造函数(synthesized default constructor)不同,合成拷贝构造函数(synthesized copy constructor)即使在定义了其他构造函数,编译器也会生成。
    • 其他构造函数 ==> 直接初始化: 函数匹配实现

      • 如果是子类时,会先调用父类的构造函数(由里到外)
    • 拷贝构造函数 ==> 拷贝初始化: 右侧对象(这里是传入参数)拷贝到正在创建的对象中

      • 如果是子类时,也会先调用父类的构造函数(由里到外)
      • 但是拷贝构造函数要考虑将父类的成员数据也进行拷贝(直接调父类的拷贝构造函数)
    Rectangle::Rectangle(const Rectangle& other)
            : Shape(other), _width(other._width), _height(other._height) // 拷贝构造函数注意要拷贝父类的成员,应该调用父类的拷贝构造函数
    {
        if (other._leftUp) {
            _leftUp = new Point(*other._leftUp);
        } else {
            _leftUp = nullptr;
        }
    }
    

    拷贝赋值运算符(copy assignment operator)

    • 没有显示定义,编译器会生成一个合成拷贝赋值运算符(synthesized copy-assignment operator)

    • 拷贝赋值运算符应该要返回一个指向其左操作数的引用。

      • 标准库通常要求容器中的类型要具有赋值运算符,且其返回值是左操作数的引用
    • 注意检测自我赋值(self assignment)。否则会出错(指针成员指向的数据会被delete)!

    • 和拷贝构造函数类似,拷贝赋值也要拷贝父类的成员数据。

    inline Rectangle&
    Rectangle::operator = (const Rectangle& other)
    {
        if (this == &other) {
            return *this;
        }
    
        this->_width = other._width;
        this->_height = other._height;
    
        if (other._leftUp) {
            delete this->_leftUp;
            this->_leftUp = new Point(*other._leftUp);
        } else {
            this->_leftUp = nullptr;
        }
    
        Shape::operator=(other); // 注意要调用父类的赋值拷贝函数,用于对象的父类成员数据的赋值
    
        return *this;
    }
    

    析构函数(destructor)

    • 没有显示定义,编译器会生成一个合成析构函数(synthesized destructor)

    • 析构函数不接受任何参数,不能被重载。一个类只有一个析构函数

    • 先执行函数体(函数体不直接销毁成员,一般是用来释放动态分配的内存);在随后的析构阶段,销毁data member

    • 销毁data member时发生什么依赖于data member的类型。内置类型没有析构函数,什么也不做;类类型成员则执行自己的析构函数。

    三大拷贝控制操作总结

    • class with pointer 一定要定义三大函数。否则就是默认合成函数实现的浅拷贝(只拷贝指针的值),这样会出现内存泄露等问题。

    • 需要析构函数,一定需要拷贝和赋值操作

    • 需要拷贝操作,也一定需要复制操作,反之亦然。但是可能不需要析构函数。

    内存管理

    new 和 delete

    new, 编译器转化为三个动作

    1. void * mem = operator new (sizeof(String))  //内部调用malloc
    2. ps = static_cast<String *>(mem);  //转换类型
    3. ps->String::String("hello");  //构造函数
    

    delete, 编译器转化为两个动作

    1. String::~String(ps);
    2. operator delete(ps); //内部调用free(ps)
    

    array new 一定要搭配 array delete,否则可能会造成内存泄露。

    string * p = new string[3];
    ...
    delete[] p; // 唤起三次 destructor
    

    动态分配的内存模型

    • 动态分配一个对象: Complex * p = new Complex();
    00000011
    complex(8bytes)
    00000011

    分配的内存大小为:4*2 + 8 = 16

    • 动态分配一个数组: Complex * p = new Complex[3];
    00000031
    3
    complex(8bytes)
    complex(8bytes)
    complex(8bytes)
    00000011

    分配的内存大小为:42 + 83 + 4 = 36 ==> 48(必须为16的进位)

    • 上下两个00000011是cookie。表示整个内存块的长度是16(00000010)字节,且目前是占用状态(00000001)
    • 如果内存最小分块为16bytes(和cpu arch有关),则刚好不需要pad,否则要pad直到为16的倍数。

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