高质量C++编程指南学习笔记第9章---thanks to林锐

最新推荐文章于 2018-10-22 22:50:41 发布

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分类专栏：高质量C++编程指南---学习笔记文章标签： vc++ VC++

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本文详细介绍了C++中类的构造函数、析构函数和赋值函数的工作原理，包括初始化表的使用、构造和析构的次序，以及拷贝构造函数和赋值函数的重要性。同时，提供了类String的构造函数、析构函数、拷贝构造函数和赋值函数的实现示例，并讨论了自赋值的问题和解决办法。

第九章类的构造函数、析构函数与赋值函数

类对象之间的赋值只是对数据成员赋值。

每个类只有一个析构函数和一个赋值函数，但可有多个构造函数（包含一个拷贝构造函数，其他的称为普通构造函数）。这几个函数都不被继承。对任意一个类A，若不想编写上述函数，C++编译器将自动为A产生四个缺省的函数。有缺省的，为什么还要程序员编写：

1）若使用“缺省的无参构造函数”和“缺省的析构函数”，等于放弃了自主“初始化”和“清除”的机会。

2）“缺省的拷贝构造函数”和“缺省的赋值函数”均采用“位拷贝”而非“值拷贝”的方式来实现，若类中含有指针变量，这两个函数将出错。

class String

{

public:

String(const char *str = NULL); //普通构造函数

String(const String &other); //拷贝构造函数

~String(void); //析构函数

String & operator =(const String &other); //赋值函数

private:

char *m_data; //用于保存字符串

}

9.1构造函数的初始化表

构造函数特殊在其初始化方式（初始化表和函数体内赋值两种方式）和执行时间。

构造函数有个特殊的初始化方式叫“初始化表达式表”(简称初始化表)。初始化表位于函数参数后，却在函数体{}前，说明该表里的初始化工作发生在函数体内的任何代码被执行之前。构造函数的初始化表使用规则：

1）若类存在继承关系，派生类必须在其初始化表里调用基类的构造函数。如：

B::B(int x, int y) : A(x) {……}//初始化表里调用A的构造函数。若基类含无参构造函数，则不必在派生类的初始化表里调用基类构造函数，但构造派生类时会调用基类的无参构造函数。所以最好还是写上。

2）类的const常量只能在初始化表里被初始化，因为它不能在函数体内用赋值的方式来初始化。

3）类的数据成员的初始化可以采用初始化表或函数体内赋值两种方式，这两种方式的效率不完全相同。非内部数据类型的成员对象应采用第一种方式初始化，以获取更高的效率。对内部数据类型，两者几乎无差别。

B::B(const A &a) : m_a(a){…}类B的构造函数在其初始化表里调用类A的拷贝构造函数，将成员对象m_a初始化。B::B(const A &a){m_a=a;}先创建m_a对象，再调用A的赋值函数，将参数a赋给m_a。

9.2构造和析构的次序

构造从类层次的最根处开始，在每层中，先调用基类的构造函数，然后调用成员对象的构造函数。析构则严格按照与构造相反的次序进行。

成员对象的初始化次序不受它们在初始化表中次序的影响，只由成员对象在类中声明的次序决定。

9.3示例：类String的构造函数与析构函数

//String的普通构造函数

String::String(cosnt char *str)

{

if (NULL == str)

{

m_data = new char[1];

*m_data = ‘\0’;

}

else

{

int length = strlen(str);

m_data = new char[length+1];

strcpy(m_data, str);

}

//String的析构函数

String::~String(void)

{

delete [] m_data;//因m_data是内部数据类型，也可写成delete m_data。

}

9.4不要轻视拷贝构造函数与赋值函数

1）不主动编写拷贝构造函数和赋值函数，编译器将以“位拷贝”的方式自动生成缺省的函数。若类中有指针变量，那么这两个缺省的函数就隐含了错误。“位拷贝”又称“浅拷贝”，拷贝的是地址；而“值拷贝”又称“深拷贝”，拷贝的是内容。以类String的两个对象a，b为例，假设a.m_data的内容为“hello”，b.m_data的内容为“world”。

将a赋值给b，若缺省赋值函数，则执行的是“位拷贝”：b.m_data = a.m_data。这将造成三个错误：

Ø b.m_data原有的内存没被释放，造成内存泄露。

Ø b.m_data和a.m_data执行同一内存，a或b任一方改变都会影响第三方。

Ø 在对象被析构时，m_data被释放两次。

int *p = new int;
int *q=p;   ---------浅拷贝

int *p = new int;
int *q = new int;
*p = *q;    --------深拷贝

2）拷贝构造函数和赋值函数易混淆。区分：拷贝构造函数是在对象被创建时调用的，而赋值函数只能被已经存在了的对象调用。试着区分以下语句：

String a(“Hello”); String b(“World”);

String c = a; //调用了拷贝构造函数，最后写成c(a);

C = b; //调用了赋值函数。

9.5示例：类String的拷贝构造函数与赋值函数

//拷贝构造函数

String::String(const String &other)

{

//允许操作other的私有成员

int length = strlen(other.m_data);

m_data = new char[length+1];

strcpy(m_data, other.m_data);

}

//赋值函数

String &String::operator =(const String &other)

{

//1）检查自赋值

if (this==&other)

return *this;

//2）释放原有的内存资源

delete []m_data;

//3）分配新的内存资源，并复制内容

int length = strlen(other.m_data);

m_data = new char[length+1];

strcpy(m_data, other.m_data);

//4）返回本对象的引用

return *this;

}

1）第一步，检查自赋值。有人可能会写出间接赋值语句，如：

//内容自赋值 //地址自赋值

b = a; b = &a;

…… ……

c = b; a = *b;

……

a = c;

为何要避免出现自赋值，因第二部要delete，自杀后还能复制自己吗？为何要delete，怕原来分配的内存不够用，第三步分配足够内存。注意不要将检查自赋值的if语句if(this==&ohter)写成if(*this==other)。

2）第二步，释放原内存，若不释放，将会造成内存泄露。

3）第三步，分配新内存并分配字符串。注意strlen返回的是有效字符串长度，不包含’\0’。

4）第四步，返回本对象的引用，目的是为了实现像a=b=c这样的链式表达式。注意不要将return *this写成return this。

9.6偷懒的办法处理拷贝构造函数与赋值函数

若不想编写拷贝构造函数与赋值函数，又不允许别人使用编译器生成的缺省函数，偷懒的方法是：将构造函数与赋值函数声明为私有函数，不用编写代码。若有人试图调用这俩函数，编译器将指出错误。

9.7如何在派生类中实现类的基本函数(即构造、析构、赋值函数)

基类的构造、析构和赋值函数不被继承。若类之间存在继承关系，如何编写这些函数：

Ø 派生类的构造函数应在其初始化表里调用基类的构造函数。

Ø 基类的析构函数应为virtual，即覆盖，否则会被隐藏。最好将派生类析构函数也设为virtual，以便后续的再继承。

Ø 在编写派生类的赋值函数时，要对基类的数据成员重新赋值。