Boolan C++面向对象高级编程（上）第二周笔记

7.Big Three：拷贝构造，拷贝赋值，析构

（1）什么时候需要自己写拷贝构造和拷贝赋值函数

当编译器提供的默认拷贝构造和拷贝赋值函数不再满足要求的时候，比方说类里面带指针，必须自己写拷贝构造和拷贝赋值函数；

String（const String& str）;String& operator=(const String& str);

如果不这么做，会怎么样？如图1所示，使用默认的拷贝构造和拷贝赋值函数，是一种浅拷贝，只会把指针拷贝过来，会造成内存泄漏，同时两个指针指向同一个地方，以后改动任何一个变量，会造成另外一个的改变。

                                                                      图 1

（2）怎么写拷贝构造和拷贝赋值函数

拷贝构造：①创造自己；②拷贝

inlineString::String(const String& str){m_data = new char[strlen(str.m_data) + 1];strcpy(m_data, str.m_data);}

拷贝赋值：①delete自己；②重新创造自己；③拷贝

注意：考虑自我拷贝的情况

inlineString& String::operator =(const String& str){if (this == &str)return *this;delete[] m_data;m_data = new char[strlen(str.m_data) + 1];strcpy(m_data, str.m_data);return *this;}

（3）如果class里面有指针，多半要做动态分配
做了动态分配，则在创建的对象死亡之前析构函数会被调用起来；

8.堆，栈与内存管理

Stack（堆），是存在于某作用域（scope）的一块内存空间（memory space）。例如当你调用函数，函数本身会形成一个Stack用来放置它所接受的参数，以及返回地址。

在函数本体（function body）内声明的任何变量(local object)，其所使用的内存块都取自上述Stack。

Heap（堆），或者说system heap，是指由操作系统提供的一块global内存空间，程序可动态分配从某种获得若干区块。

（1）stack objects的生命期

class Complex{...}...{Complex c1(1,2);}

c1便是所谓的Stack object，其生命在作用于（scope）结束之际结束。这种作用域内的object，又称为auto object，因为它会被自动清理；

（2）static local objects的生命期

class Complex {...}...{static Complex c2(1,2);}

c2便是static object，其生命在作用域（scope）结束之后仍然存在，直到整个程序结束。

（3）global objects的生命期

class Complex {...}...Complex c3(1,2);int main(){...}

c3便是所谓global object，其生命在整个程序结束之后才结束。也可以把它视为一种static object，其作用域是整个程序。

（4）heap objects的生命期

class Complex {...}...{Complex* p=new Complex;...delete p;}

p指的便是heap object，其生命在它被delete掉之后结束。如果没有delete p;会出现内存泄漏（memory leak），因为当作业域结束，p所致的heap object仍然存在，但指针p的生命却结束了，作用域之外再也看不到p（也就没有机会delete p）。

（5）new：先分配memory，再调用ctor

绝大部分编译器对调用new，转化为三步，详见图2

                                                                                    图 2

（6）delete：先调用dtor，再释放memory

                                                                                                          图 3

（7）动态分配所得的array

                                                                              图 4

（8）array new一定要搭配array delete

                                                                              图 5

10.扩展补充：类模板，函数模板及其他

（1）static

                                                                                               图 6

类complex成员函数只有一份（不可能创建了几个对象就有几个函数），但是要处理很多对象，那就得靠this pointer来处理不同的对象。 
而static的部分就和对象脱离了，它存在于内存的一部分，只有一份。 
什么时候会使用static对象呢？就是和对象无关的部分。 
如银行会有很多客户对象，但利率却不会和对象有关（大体部分来说） 
staic成员函数和一般成员函数的特征就是static成员函数没有this pointer，既然没有this pointer，那static 成员函数不能和一般的函数一样去访问处理non-static data members，那只能处理static members

例如：

class Account{    public:    static double m_rate;    static void set_rate(const double& x) {m_data = x };};double Account::m_rate = 8.0;   //静态数据必须要这样定义，因为脱离对象，int main(){    Account::set_rate(5.0);    Account a;    a.set_rate(7.0);}

调用static函数有两种方法：
①通过object调用；
②通过class name 调用；

（2）Singleton模式（把ctors放在private区）

class A{    public:        static A& getInstance();        setup() {...}    private:        A();        A(const A& rhs);        static A a;         ... };A& A::getInstance(){    return a;}

a本来就存在，和对象无关，然后不想其他人创建，那就把构造函数放在private里，那怎么取得a呢，就用个static A& getInstance()取得a，这是与外界的接口。但这不是最好的写法，因为不管你用不用，a都存在。所以更好的写法如下：

class A{    public:        static A& getInstance();        setup() {...}    private:        A();        A(const A& rhs);        ... };A& A::getInstance(){    static A a;   //只有当有人掉用这个函数，a才会存在    return a;}

（3）cout

                                                                                 图 7

可以看出cout就是一种ostream，实际上是重载了<<运算符的函数，用于打印不同类型的数。

（4）class template，类模板

template<typename T>class complex{    public:        complex (T r = 0, T i = 0)        : re (r), im(i)        {}        complex& operator += (const complex&);        T real() const {return re; }        T imag() const {return im; }    private:        T re, im;        friend complex& _doapl (complex*, const complex&);};//调用如下{    complex<double> c1(2.5,1.5);    complex<int> c2(2,6);}

（5）function template函数模板

class stone{    public:    stone(int w, int h, int we)    : _w(w), _h(h), _weight(we)    {}    bool operator < (const stone& rhs) const    { return _weight < rhs._weight; }    private:        int _w, _h, _weight;};template<class T>inline const T& min(const T& a, const T& b){    return b < a ? b : a; }//使用stone r1(2,3), r2(3,3), r3;r3 = min(r1,r2);  //则会调用min函数，函数里面会接着调用stone::operator<函数

（6）namespace

以防和别人写的东西重名。

使用方法有两种：

①using directive

using namespace std; //把namspace空间的东西全打开cin >> i;cout << "hello" << endl;

②using declaration

using std::cout;std::cin >> i;cout << "hello" << endl;

不要在头文件中使用using namespace std；，容易造成命名空间污染；