第4章 引用计数

 
第4章 引用计数

1、生命期控制

IUnknown的另外两个成员函数AddRef和Release的作用就是给客户提供一种让它指示何时处理完一个接口的手段。

2、AddRef和Release实现的是一种名为引用计数的内存管理技术。

引用计数是使组件能够自己将自己删除的最简单同时也是效率最高的方法。

COM组件将维护一个称做是引用计数的数值。当客户从组件取得一个接口时,此引用计数值将增1。当客户使用完某个接口后,组件的引用计数值将减1。当引用计数值为0时,组件即可将自己从内存中删除。

3、正确使用引用计数规则:

(1)在返回之前调用AddRef。对于那些返回接口指针的函数,在返回之前应用相应的指针调用AddRef。这些函数包括QueryInterface及CreateInstance。这样当客户从这种函数得到一个接口后,它将无需调用AddRef。

(2)在使用完接口之后调用Release。在使用完某个接口之后应调用此接口的Release函数。

(3)在赋值之后调用AddRef。在将一个接口指针赋给另外一个接口指针时,应调用AddRef。换句话说,在建立接口的另外一个引用之后应增加相应组件的引用计数。

4、在客户看来,引用计数是处于接口级上而不是组件级上的。

5、为什么选择为每一个接口单独维护一个引用计数而不是针对整个组件维护引用计数?

(1)使程序调试更为方便;

(2)支持资源的按需获取。

6、AddRef&Release的例子

ULONG _stdcall AddRef()

{

    return InterlockedIncrement(&m_cRef);

}

ULONG _stdcall Release()

{

    if(InterlockedDecrement(&m_cRef)

    {

        delete this;

        return 0;

    }

    return m_cRef;

}

7、当建立一个新组件时,应建立一个对此组件的引用。因此创建组件时,在将指针返回给客户之前,应该增大组件的引用计数值。这使程序员可以不必在调用CreateInstance 或QueryInterface之后记着去调用AddRef。

8、引用计数规则优化:

(1)输出参数规则:任何在输出参数中或作诶返回值返回一个新的接口指针的函数必须对此接口指针调用AddRef。

(2)输入参数规则:对传入函数的接口指针,无需调用AddRef和Release,这是因为函数的生命期嵌套在调用者的生命周期内。

(3)输入-输出函数规则:对于用输入-输出参数传递进来的接口指针,必须在给它赋另外一个接口指针之前调用其Release。在函数返回之前,还必须对输出参数中所保存的接口指针调用AddRef。如:

void ExchangeForCachedPtr( int i, IX **ppIX)

{

    (*ppIX)->Fx();  //Do something with in-parameter.

    (*ppIX)->Release();//Release in parameter.

    *ppIX = g_Cache[i];//Get cached pointer.

    (*ppIX)->AddRef();//AddRef pointer.

    (*ppIX)->Fx();//Do something with out-parameter.

}

(4)局部变量规则:对于局部复制的接口指针,由于它们只是在函数的生命周期内才存在,因此无需调用AddRef和Release。

(5)全局变量规则:对于保存在全局变量中的接口指针,在将其传递给另外一个函数之前,必须调用其AddRef。由于此变量是全局的,因此任何函数都可以通过调用其Release来终止其生命期。对于保存在成员变量中的接口指针,也应按此种方式进行处理。因为类中的任何成员函数都可以改变次中接口指针的状态。

(6)不能确定时的规则:对于任何不能确定的情形,都应调用AddRef和Release对。

9、COM中关于引用计数的一个完整例子源码:优快云我的资源中InsideCOM\CHAP04。

 

<think>嗯,用户想要用Python解决换硬币的问题,特别是PTA第4-15的题目。首先,我得明确题目的具体要求。换硬币问题通常是指给定一个金额,用不同面值的硬币组合来凑成这个金额,要求输出所有可能的组合方式,或者计算组合数。不过具体的题目要求可能有所不同,比如是否考虑顺序,或者硬币的面值是否固定。 根据用户提到的参考内容,特别是引用[2]中的动态规划方法,这可能涉及到组合数的问题,比如零钱兑换II。但PTA的题目可能有不同的要求,比如输出所有具体的组合方式,而不仅仅是数量。比如,题目可能需要将某一金额换成1分、2分和5分硬币,要求每种硬币至少有一枚,并输出所有可能的组合及其总数。 首先,我需要确认题目具体的要求。假设题目是给定一个金额x,用1分、2分、5分的硬币,每种至少用一枚,求所有可能的组合数,并输出每种组合的具体情况。例如,输入x=8,输出类似5分的1个,2分的1个,1分的1个,总共有多少种组合。 接下来,考虑如何用Python实现。可能的思路是使用三重循环,遍历5分、2分和1分的可能数量,然后判断它们的总和是否等于x,并且每种硬币至少有一枚。例如: 总金额x,设5分的硬币有a个,2分的b个,1分的c个,那么5a + 2b + c = x,且a≥1,b≥1,c≥1。需要找出所有满足条件的a、b、c的组合。 于是,可以循环a从1到x//5,然后对于每个a,循环b从1到(x-5a)//2,然后计算c = x -5a -2b,如果c≥1,则记录这个组合。 然后统计总共有多少种组合,并按要求的格式输出。例如,按5分、2分、1分的数量从多到少排列,或者按某种顺序输出。 在代码实现时,需要注意循环的范围。例如,a的最大可能值是(x - 2*1 -1*1)/5,因为b和c至少各有一个,所以5a ≤ x -2 -1 = x-3 → a ≤ (x-3)/5。同样,对于b来说,当a确定后,5a +2b ≤x -1,所以b的最大值是 (x -5a -1)/2。 这样,循环结构大致如下: for a in range(1, max_a+1): for b in range(1, max_b+1): c = x -5*a -2*b if c >=1: count +=1 print(...) 然后,输出每个组合的硬币数量以及总共有多少种。 接下来,参考用户提供的引用[2],动态规划可能用于计算组合数,但题目可能需要输出具体的组合,所以可能三重循环更直接。动态规划方法可能更适用于求组合数而非具体组合,但用户的问题可能更偏向于暴力枚举所有可能的组合。 例如,在引用[2]中的C++代码使用二维动态规划数组,但这里可能需要更直接的循环方法。 另外,用户提到PTA的题目,可能需要符合特定的输入输出格式。例如,输入是一个整数x,输出所有可能的组合,按5分、2分、1分的顺序输出每种的数量,然后输出总共有多少种。 现在,我需要验证这样的思路是否正确。比如,假设x=8,那么可能的组合: 5*1 +2*1 +1*1 =8 → a=1, b=1, c=1 → 总和8。是否正确?是的。那总共有1种组合吗?或者有其他可能? 或者,比如x=13: 可能的组合: 5*2 +2*1 +1*1 →5+2+1=8分?不对,总金额是5*2=10,加上2*1=2,1*1=1 →总和13?是的。那这是否满足条件? 另一个组合:5*1 +2*3 +1*2 →5+6+2=13 →是的。所以对于x=13,可能有多种组合。 因此,正确的循环应该遍历所有可能的a、b,并计算c是否满足≥1的条件。 现在,编写代码时,需要确定循环的上限。例如,a的最大可能值是当b和c都取最小值1的时候:5a ≤x -2*1 -1*1 →5a ≤x-3 →a ≤(x-3)/5。取整数部分。 同理,对于每个a来说,b的最大可能值是在c≥1的情况下:5a +2b ≤x-1 →2b ≤x-5a -1 →b ≤ (x-5a -1)/2。取整数部分。 所以,代码的大致结构如下: x = int(input()) count = 0 for a in range(1, (x-3)//5 +1): # 计算b的范围 remaining_after_5a = x -5*a # remaining_after_5a必须至少是 2*b +1 >=2*1 +1=3 → remaining_after_5a >=3 if remaining_after_5a <3: continue max_b = (remaining_after_5a -1) //2 for b in range(1, max_b +1): c = remaining_after_5a -2*b if c >=1: count +=1 print(f"5分:{a}, 2分:{b}, 1分:{c}, 总数量:{a+b+c}") print(f"总组合数: {count}") 不过,是否还有其他情况需要考虑?比如当x很小的情况,比如x=8,那么5分最多是1个,因为(8-3)/5=1。循环a从1到1,然后b的范围是 (8-5*1 -1)/2= (2)/2=1 →b从1到1。此时c=8-5-2=1,满足条件。所以正确。 另一个例子,x=10: a的范围是(10-3)/5=1.4 →1。所以a=1。 remaining_after_5a=10-5=5 →5 >=3。max_b=(5-1)/2=2。所以b可以是1或2。 当b=1:c=5-2=3 →有效。 当b=2:c=5-4=1 →有效。总共有2种组合。 所以代码会正确输出两种组合。 这样看来,这个思路是正确的。 现在,用户需要的是Python的实现代码示例和解题思路。因此,可以将上述思路整理成代码,并解释每一步的作用。 此外,需要注意输出格式是否符合题目要求。例如,题目可能需要按5分、2分、1分的顺序输出每个硬币的数量,并且每种组合占一行,最后输出总共有多少种。 另外,题目可能要求输出时按照5分硬币数量由多到少排列,相同情况下按2分硬币数量由多到少排列,这样可以确保输出的顺序正确。但根据上述循环方式,a是从小到大循环,而b也是从小到大,所以输出的顺序可能不符合题目要求。例如,当a较大的情况出现在后面,但题目可能需要按5分数量由多到少排列。这时候可能需要将循环的顺序调整,或者将结果保存下来排序后再输出。 例如,假设题目要求输出顺序是5分硬币数多的排在前面,那么在循环时应该让a从最大值递减到1,而不是递增。同理,对于每个a来说,b的循环也应该从最大值递减到1,以确保较大的b值先被处理。 例如,修改循环: max_a = (x-3)//5 for a in range(max_a, 0, -1): remaining_after_5a = x -5*a if remaining_after_5a <3: continue max_b = (remaining_after_5a -1)//2 for b in range(max_b, 0, -1): c = remaining_after_5a -2*b if c >=1: # 记录组合 这样,a从大到小,b也从大到小,这样输出的组合就会先输出5分最多的情况,同a的情况下,2分最多的先输出。这样可能符合题目要求的顺序。 比如,对于x=13: 可能的组合有: a=2 →5*2=10 →剩余3 →需要b=1 →c=1 →5+2+1=8分?不对,总和应该是5*2 +2*1 +1*1=10+2+1=13 →是的。所以组合为a=2,b=1,c=1。 另一个组合:a=1 →5*1=5 →剩余8 →max_b=(8-1)/2=3.5 →3。所以b从3到1: 当b=3 →2*3=6 →c=8-6=2 →有效。组合a=1,b=3,c=2 →总和5+6+2=13. 当b=2 →c=8-4=4 →有效。a=1,b=2,c=4. 当b=1 →c=8-2=6 →有效。a=1,b=1,c=6. 所以总共有4种组合?或者可能有其他情况? 或者我可能哪里弄错了?需要再仔细计算。 假设x=13: 可能的组合: 1. a=2,此时5*2=10,剩下的3分需要用2分和1分,且至少各一个。 所以可能的b=1,c=1 →总和10+2+1=13 →有效。 2. a=1,此时5分用1个,剩下8分。需要至少各一个2分和1分。 可能的组合: b=3 →2*3=6,剩下8-6=2 →c=2 →有效。 b=2 →2*2=4,剩下8-4=4 →c=4 →有效。 b=1 →2*1=2,剩下8-2=6 →c=6 →有效。 所以总共有1+3=4种组合? 或者还有其他情况? 另外,当a=1时,b的范围是(8-1)/2=3.5 →3,所以b从3到1。这确实得到三种组合。加上a=2的情况,总共有4种组合。 所以正确的代码应该输出这4种组合。如果循环的顺序是a从大到小,那么a=2的情况先输出,然后是a=1的情况中的b从3到1,也就是按5分数量由多到少,同a时按b由多到少的顺序输出。 所以代码需要调整循环的顺序,以符合题目可能的输出要求。 综上,正确的Python代码应该: 1. 输入金额x。 2. 遍历a的可能值,从最大可能的到1。 3. 对于每个a,遍历b的可能值,从最大可能的到1。 4. 计算c,判断是否≥1。 5. 输出符合条件的组合,并统计总数。 然后按照题目要求的格式输出。 因此,代码可能如下: x = int(input()) count = 0 total_coins = [] max_a = (x - 3) // 5 # 5a <= x -3 →a最大为这个值 for a in range(max_a, 0, -1): remaining = x - 5 * a # 剩余的金额需要满足 2b +c = remaining, b>=1, c>=1 →2b <= remaining-1 →b <= (remaining-1)//2 if remaining < 3: # 因为至少需要2b +c >=2*1 +1=3,所以remaining必须>=3 continue max_b = (remaining -1) //2 for b in range(max_b, 0, -1): c = remaining - 2 * b if c >=1: count +=1 print(f"fen5:{a}, fen2:{b}, fen1:{c}, total:{a + b + c}") # 根据题目示例,可能输出格式不同,比如使用逗号分隔,如: # print(f"5分={a}, 2分={b}, 1分={c}, 总数={a+b+c}") print(f"count = {count}") 这里,假设题目的输出要求是每行显示各硬币的数量和总数,最后输出总组合数。例如,PTA的题目可能要求输出格式为: fen5:a, fen2:b, fen1:c, total:total 每行一个组合,按fen5的数量从大到小,相同则按fen2的数量从大到小排列。 因此,上述代码的循环顺序是正确的。 现在,测试这个代码是否适用于示例输入。比如,当x=13时,输出应该包括四个组合: fen5:2, fen2:1, fen1:1 →total=4 fen5:1, fen2:3, fen1:2 →total=6 fen5:1, fen2:2, fen1:4 →total=7 fen5:1, fen2:1, fen1:6 →total=8 总共有4种,所以count=4。 代码中的循环: max_a = (13-3)//5=10//5=2 →a从2到1。 当a=2时,remaining=13-10=3。max_b=(3-1)/2=1 →b从1到0?不,range是到0,但步长是-1,所以range(1,0,-1) →b=1. 此时c=3-2*1=1 ≥1 →有效。count=1. 然后a=1,remaining=13-5=8. max_b=(8-1)//2=7//2=3 →b从3到1: b=3 →c=8-6=2 →有效 →count=2. b=2 →c=8-4=4 →有效 →count=3. b=1 →c=8-2=6 →有效 →count=4. 总共有4次,输出正确。 因此,代码是正确的。 现在,用户可能还需要解题思路的解释,即如何通过遍历所有可能的硬币数量来找到符合条件的组合,并注意循环条件的设置以确保每种硬币至少有一枚。 总结解题思路: 1. **确定硬币面值及约束条件**:题目中的硬币面值为5分、2分、1分,每种至少使用一个。因此,各硬币数量必须≥1。 2. **建立方程**:设5分硬币a个,2分硬币b个,1分硬币c个,满足5a + 2b + c = x,且a,b,c ≥1。 3. **循环遍历可能的a和b值**:由于硬币数量必须为整数,可以通过循环枚举a和b的可能取值,并计算c的值是否满足条件。 4. **优化循环范围**: - a的最大可能值为⌊(x-3)/5⌋(因为至少需要2分和1分各一个,故剩余金额为x-5a ≥3)。 - 对于每个a,b的最大可能值为⌊(x-5a -1)/2⌋(因为至少需要1分,故剩余金额为x-5a -2b ≥1)。 5. **输出结果并统计总数**:符合条件的三元组(a,b,c)即为有效组合,按题目要求格式输出并计数。 这样,用户就能理解如何通过循环来解决这个问题。同时,需要注意输出顺序是否符合要求,这里通过调整循环的顺序来实现从大到小排列。</think>### 换硬币问题Python实现 **问题描述** 将指定金额$x$分钱换成5分、2分和1分的硬币,要求每种硬币至少有一枚,输出所有可能的组合及其硬币总数,并按5分硬币数由多到少排列(相同数量时按2分硬币数排序)[^3]。 **解题思路** 1. **约束条件**:设5分硬币$a$个,2分硬币$b$个,1分硬币$c$个,满足方程: $$5a + 2b + c = x \quad (a,b,c \geq 1)$$ 2. **循环遍历**: - 优先遍历$a$的可能值(从最大值递减),确保5分硬币数多的组合先输出。 - 对每个$a$,遍历$b$的可能值(从最大值递减),确保2分硬币数多的组合先输出。 - 计算$c = x -5a -2b$,若$c \geq 1$则为有效组合。 **Python代码示例** ```python x = int(input()) count = 0 max_a = (x - 3) // 5 # 5a ≤ x-3(保证至少有一个2分和1分) for a in range(max_a, 0, -1): remaining = x - 5 * a if remaining < 3: # 剩余金额不足以满足至少一个2分和1分 continue max_b = (remaining - 1) // 2 # 2b ≤ remaining-1(保证至少一个1分) for b in range(max_b, 0, -1): c = remaining - 2 * b if c >= 1: count += 1 print(f"fen5:{a}, fen2:{b}, fen1:{c}, total:{a + b + c}") print(f"count = {count}") ``` **输入示例** ``` 13 ``` **输出示例** ``` fen5:2, fen2:1, fen1:1, total:4 fen5:1, fen2:3, fen1:2, total:6 fen5:1, fen2:2, fen1:4, total:7 fen5:1, fen2:1, fen1:6, total:8 count = 4 ``` **关键点说明** - **循环优化**:通过数学约束缩小$a$和$b$的取值范围,避免无效遍历。 - **输出顺序**:通过倒序循环实现按硬币数量从多到少排列。 - **动态规划对比**:若仅需计算组合数(如零钱兑换问题),可采用动态规划方法[^2]。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值