C++13.5类-----指针成员

简介

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• 在类的实现中，经常要使用指针。包含指针的类需要特别注意复制控制，原因是复制指针时只复制指针中的地址，而不会复制指针指向的对象；

• 设计具有指针成员的类时，设计者必须首先决定的是该指针应该提供什么行为。

• 将一个指针复制到另一个指针时，两个指针指向同一个对象。当两个指针指向同一个对象时，可以使用任一指针改变基础对象。

• 指针成员默认具有与指针对象同样的行为，然而通过不同的复制控制策略，可以为指针成员实现不同的行为。大多数C++类采用以下三种方法之一管理指针成员：

  • 指针成员采取常规指针行为。这样的类具有指针的所有缺陷但无需特殊的复制控制；
  • 类可以实现所谓的“智能指针”行为。指针所指向的对象是共享的，但类能够防止悬垂指针；
  • 类采取值型行为，分别实现管理指针成员的三种不同方法。

一、一个带指针成员的简单类

class HasPtr{
public:
      HasPtr(int *p,int i):ptr(p),val(i){}//带有初始化列表的构造函数
      int *get_ptr() const {return ptr;}//const成员函数，返回指针ptr
      int get_int() const { return val; }
      void set_ptr(int *P) {ptr=p;}
      void set_int(int i) {val=i;}
      int get_ptr_val() const {return * ptr;}
      void set_ptr_val(int val) const {*ptr=val;}
private:
     int *ptr;
     int val;
};

二、默认复制/赋值与指针成员

• 因为HasPtr类没有定义复制构造函数，所以复制一个HasPtr对象将复制两个成员,复制之后，ptr1和ptr2的指针指向同一个对象,且两个对象中的int值相同。int值是独立清楚的，但是指针则纠缠在一起。

int obj=0;
HasPtr  ptr1(&obj,42);
HasPtr  ptr2(ptr1);//使用默认的复制构造函数，复制之后，ptr1和ptr2的指针指向同一个对象且两个对象中的int值相同。
但是，因为指针的值不同于它所指的对象的值，这两个成员的行为看来不同。指指向同一个对象容易造成问题，会出现悬垂指针的现象。

三、指针共享同一对象

• 复制一个算数值时，副本独立于原版，可以改变一个副本而不改变另一个：

  • 复制指针，指针指向同一个共享对象，在任意一个对象上调用set_ptr_val都会使共享对象发生改变

ptr1.set_int(0);
ptr1.get_int();//0
ptr2.get_int();//42

ptr1.set_ptr_val(42);//设置两个对象的指针所指的对象
ptr2.set_ptr_val();//返回42

四、可能出现悬垂指针

• 只要类直接复制指针，会使用户面临潜在的问题：HasPtr保存着给定指针。用户必须保证只要HasPtr对象存在，该指针指向的对象就存在：

int *ip=new int(42);//
HasPtr ptr(ip,10);//
delete ip;
ptr.set_ptr_val(0);//ip和ptr中的指针指向同一个对象，删除了该对象时，ptr中的指针不再指向有效对象，然而，没有办法得知对象已经不存在了。