C++ Big Three

极客班干货第二周：

     死磕自己，成长大家。

=========简单构造函数=========

        ​上周已经详细介绍了构造函数，这里只需要说明一点，就是要明确一下写作规范，书写构造函数时最好使用this指针，即：

this->width = width;
this->height = height;

this指针明确指出了等号左边是当前类的成员，否则写成下面代码会让人混乱。

width = width;
height = height;

当然你也可以定义其他变量名字，改变这种歧义，并同时进行初始化列表。

=========拷贝构造函数=========

        ​首先，拷贝构造函数中出现的通病应该是没有考虑到基类的继承，既然写了Shape基类，就不会白写，应该在编程的过程中重视代码中的每一条语句，要做到不添加无用代码，也不忽视程序中出现的每一句代码。

        ​其次，拷贝构造函数中还要注意代码的鲁棒性，编写任何程序都应该注意这个问题，编写函数时要防止外部代码改变导致本函数失效或者导致程序崩溃。在本次拷贝构造函数中，你可以对leftup中的x,y分别进行赋值，但前提是在你对Point类内部完全了解的情况下进行实现的，但是如果Point类中成员发生改变，你编写的拷贝构造函数也会相应失效，所以更合理的代码是写成下列形式：

this->leftup = new Point(*(other.leftup));

        ​接下来说说拷贝构造的顺序，这也是令人容易忽略的地方，

inline
Rectangle::Rectangle(const Rectangle& other):Shape(other),width(other.width),height(other.height)

    ​    ​这里也不费口舌详细解释了，大家也应该知道了，拷贝构造的顺序与你书写的顺序没有关系，无论你写成什么顺序，编译器里已经约定好顺序，即先父类，后原类中对数据定义的顺序。因此，这里的建议就是为了阅读代码方便，书写顺序最好与拷贝构造的顺序一致。

        ​最后，说说空指针的问题，如果你要拷贝构造的other是空指针，就没必要在堆中再创建分配，只能是浪费空间。因此，拷贝构造函数如下：

inline
Rectangle::Rectangle(const Rectangle& other):Shape(other),width(other.width),height(other.height){
    if(other.leftup != nullptr){
        this->leftup = new Point(*(other.leftup));
    }
    else{
        this->leftup = nullptr;
    }
}

=========拷贝赋值函数=========

        ​拷贝赋值函数首先要做的就是自检，如果本身自己赋值，直接返回。

if(this == &other)

{
    return *this;
}

        ​同时，拷贝赋值函数也同样需要考虑基类的继承，李老师讲后令我豁然开朗，应该写成这样的形式：

Shape::operator=(other);

        ​这里就是把“operator=”看做一个整体，即Shape的成员函数，然后我们直接传入参数other，这样便调用了shape的默认构造函数，对no进行的赋值操作，这样做的好处是我们完全不必管Shape内部是如何实现的，只要做我们的赋值就可以了。

        ​最后，拷贝赋值需要考虑other.leftUp指针和自身leftup指针为空的4种情况。首先我们要判断leftup是否为空，如果当前类成员leftup不为空的情况下，继续判断other.leftup是否为空，如果other.leftup不为空直接进行赋值，如果other.leftup为空，需要先delete当前类中的leftup，然后将其指向nullptr；如果当前类成员leftup为空的情况下，仍需要继续判断other.leftup是否为空，如果other.leftup不为空需要重新分配内存，并同时在堆中初始化，如果other.leftup为空，不需要任何操作。

if(leftup != nullptr)
{
    if(other.leftup != nullptr)
    {
        *leftup = *(other.leftup);
    }
    else
    {
       delete leftup;//caution: memory leak
       leftup = nullptr;
    }
}
else
{
    if(other.leftup != nullptr)
    {
        leftup = new Point(*(other.leftup));
    }
}

    ​    ​这里需要说明一点：只要代码能够表述上述意思即可，也可以先判断other.leftup，再判断leftup，效果是一样的。

===========析构函数===========

        ​析构函数比较简单，就是需要注意一点：

inline
Rectangle::~Rectangle()
{
    delete leftup;
    leftup = nullptr;
}

        ​delete只是对指针的指向空间的释放，并不会改变指针的值，即指针不为空。指针的本身内容，即指向空间的地址，是没有发生变化的。同时，C++是可以delete空指针的，C++不能直接delete的是野指针，是会出问题的，所以一般指针被delete之后，最好立即赋值为空，以免被再次delete而出现问题。当指针为空指针时，没有空间可释放，也就不去释放了。有些代码表面看起来没用，但是要养成好习惯，否则bug出现的时候都不知道错误在哪里。

===========补充杂谈===========

1、Singleton模式小谈：

        ​最好太依赖C++做Singleton模式，同时在讨论区内有Singleton模式多线程的实现说明如下：

        ​在单线程下，C++确保这种内置的本地static对象在首次被调用时被初始化。但是在多线程环境下，这种做法会带来不确定性，在多线程下面有几种选择：(1) 虽然是多线程，但是一个进程中一定有一个主进程并且首先被执行，可以沿用meyers的实现方式，并在主线程里面初始化所有的Instance以确保在单线程环境下的Instance。也就是说，你要在主线程启动后，首先调用雷氏A::GetInstance()的函数返回本地静态引用；(2) 可以采用所谓“lock+double check”的方法，可以写成下列形式

1.  #include <mutex>

2.  static A* m_pInstance = NULL;

3.  std::mutex Mutex; // mutex for critical section

4.    

5.  static A& A::GetInstance()

6.  {

7.    if (m_pInstance == NULL)

8.        {

9.            std::lock_guard<std::mutex> lock(Mutex); //此处锁住临界区对象

10.          if (m_pInstance == NULL)

11.             { 

12.                   // 此处再次检查m_pInstance，并初始化

13.                   m_pInstance = new A();

14.             }

15.       }

16.       return *m_pInstance;

17.}

使用：

1. A anInstance = A::GetInstance();

2. anInstance.SomeMethod();

2、Code::Blocks 12.11 error about 'nullptr'：

在所有代码完成以后，出现了一个意料之外的问题，error:'nullptr' was not declared in this scope.查本来以后是codeblocks这个IDE的问题，但查询资料后，了解到应该是GNU GCC编译器的问题，只需要在编译器敲入命令-std=gnu++0x.Code::Blocks集成了GNU GCC 编译器，具体解决方法如下：菜单栏->Settings->Compiler...,在页面中部勾选Have g++ follow the ComingC++0x ISo C++ language standard [-std=gnu++0x]。如图所示：

===========作业总结===========

回顾题目：

为Rectangle 类实现构造函数,拷贝构造函数,赋值操作符,析构函数。

程序编写：

//============Rectangle.h===============

#ifndef _RECTANGLE_
#define _RECTANGLE_

// forward declaration
#include<math.h>
#include<iostream>
using namespace std;

//class declaration
class Shape
{
public:
    Shape() {no = ++cnt;}
    Shape(const Shape& other) { no= other.no; ++cnt;}
    Shape& operator=(const Shape& other) { no = other.no; return *this; }
    virtual ~Shape() {--cnt;}
private:
    int no;
    static int cnt;
};
int Shape::cnt = 0;

class Point
{
    int x;
    int y;
public:
    Point(int x=0,int y=0)
    {
        this->x = x;
        this->y = y;
    }
    int get_x() const {return x;}
    int get_y() const {return y;}
};
class Rectangle: public Shape
{
    int width;
    int height;
    Point* leftup;
public:
    Rectangle(int width,int height,int x,int y);
    Rectangle(const Rectangle& other);
    Rectangle& operator=(const Rectangle& other);
    ~Rectangle();
    int Girth() const {return (width+height)*2;}
    int Area() const {return width*height;}
    int get_width() const {return width;}
    int get_height() const {return height;}
    Point* get_leftup() const {return leftup;}
};
//class definiition
/******
*ctor
******/
inline
Rectangle::Rectangle(int width=0,int height=0,int x=0,int y=0):leftup(new Point(x,y))
{
    this->width = width;
    this->height = height;
}
/******
*dtor
******/
inline
Rectangle::~Rectangle()
{
    delete leftup;
    leftup = nullptr;
}
/******
*copy ctor
******/
inline
Rectangle::Rectangle(const Rectangle& other):Shape(other),width(other.width),height(other.height){
    if(other.leftup != nullptr){
        this->leftup = new Point(*(other.leftup));
    }
    else{
        this->leftup = nullptr;
    }
}
/******
*copy operator
******/
inline Rectangle&
Rectangle:: operator=(const Rectangle& other){

    if(this == &other){//check self assignment
        return *this;
    }
    Shape::operator=(other);
    width = other.width;
    height = other.height;

    if(leftup != nullptr)
    {
       if(other.leftup != nullptr)
        {
            *leftup = *(other.leftup);
        }
        else
        {
           delete leftup;//caution: memory leak
           leftup = nullptr;
        }
    }
    else
    {
        if(other.leftup != nullptr)
        {
            leftup = new Point(*(other.leftup));
        }
    }
    return *this;
}
//output
ostream& operator<<(ostream& os,const Rectangle& other)
{
    os<<": width("<<other.get_width()<<"),"
    <<"height("<<other.get_height()<<"),"
    <<"leftup.x("<<other.get_leftup()->get_x()<<"),"
    <<"leftup.y("<<other.get_leftup()->get_y()<<"),"<<endl
    <<"       Girth="<<other.Girth()<<","
    <<" Area="<<other.Area()<<"."<<endl;
    return os;
}

#endif // _RECTANGLE_

// ============Rectangle.cpp=============

#include "Rectangle.h"

int main()
{
    Rectangle rec0;
    cout<<"rec0()"<<rec0<<endl;
    Rectangle rec1(3,4,0,0);
    Rectangle rec2(5,6,4,4);
    cout<<"rec1()"<<rec1<<endl;
    cout<<"rec2()"<<rec2<<endl;

    cout<<"----------Copy creator rec3(rec2)---------"<<endl;
    Rectangle rec3(rec2);
    cout<<"rec3()"<<rec3<<endl;

    cout<<"----------Copy operator rec3=rec1---------"<<endl;
    rec3=rec1;
    cout<<"rec3()"<<rec3<<endl;

    cout<<"----------Copy operator rec3=rec3---------"<<endl;
    rec3=rec3;
    cout<<"rec3()"<<rec3<<endl;
}

运行结果：

题目总结：

1、在Shape基类中，静态私有数据成员需要在类外面定义初始化。同时，Shape类中的函数可以根据相应要求变化。

2、程序中验证了默认构造函数、拷贝构造、拷贝赋值以及自赋值，同时实现了周长和面积的计算。

3、三大函数分别为拷贝构造函数、拷贝赋值函数和析构函数，到此应该有一个详细的学习。李老师其实提到了很多次解耦思想，一个函数只要实现各自的功能即可，不要去操作其他函数内部的内容，不要去操作底层。尤其是团队合作的时候，定义好各自的接口，调用相应的接口，实现自己当前函数的功能，并不需要知道其他函数的内部实现，也不要干涉其他函数的功能。这样在其他代码变化时，才不会影响你的代码，即保证了程序的通用性和鲁棒性。

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