C++primer知识点（三）

 

二十二：

1：拷贝控制操作

拷贝构造函数，拷贝赋值运算符，移动构造函数，移动赋值运算符，析构函数。

这些，在类的数据成员都能默认构造，拷贝，复制，销毁时，编译器默认都会有合成的版本。

（1）   拷贝构造函数：

Foo(const Foo&);

第一个参数是自身类类型的引用，额外的参数都有默认值。

几种情况下会被隐式使用，所以，不能是explicit

    默认拷贝构造函数，又叫合成拷贝构造函数，也会逐元素的拷贝数组的成员。

    拷贝初始化是依靠拷贝构造函数和移动构造函数来完成的。

调用的情况：

    0）初始化时，用=或者I()直接初始化时用：对象赋值/拷贝对象时，=非初始化会调用拷贝赋值运算符。

1）函数传递非引用参数的对象

2）函数返回非引用的对象

3）花括号列表初始化数组或者聚合类的成员时。

4）标准库容器初始化或调用insert/push成员时。而emplace是进行直接初始化。

其中第1）条解释了，拷贝构造函数的参数为什么是引用了，要拷贝实参，要调用拷贝构造函数，又要拷贝实参，无限循环。

 

    拷贝初始化中，编译器可以跳过拷贝/移动构造函数，直接创建对象，即，允许：

    stringstr = “123”; //拷贝构造函数 

改写成：

    stringstr(“123”);//略过了拷贝构造函数

即使略过了，拷贝/移动构造函数必须是存在且可访问的。

 

 

（2）拷贝复制运算符

    名为operator=的函数。必须定义为成员函数。返回指向其左侧运算对象的引用。

（3）析构函数

    首先指向函数体，然后销毁成员，成员按初始化顺序逆序销毁。（析构部分是隐式的），隐式销毁内置指针类型成员，并不会delete掉所指向的对象，而智能指针是类类型，所以只能指针在析构阶段会被自动销毁。

 

    如果一个类需要析构函数，几乎可以肯定需要“拷贝构造函数”和“拷贝赋值运算符”。（这三个函数是联系很紧密的，涉及到资源的申请释放），拷贝赋值进行的操作相当于析构和拷贝构造的组合。

 

（4）

=default ,(1)类内是内联，类外不是内联(2)只能用于编译器可以合成的函数。

=delete (1)必须用于函数第一次声明时。（2）可以用于任何函数。

析构函数或者类成员的析构函数定义为删除的，那么不能定义该类的变量或临时对象，因为对象无法销毁。（虽然可以动态分配这种类型的对象，但是不能释放）

 

合成的拷贝控制成员可能是删除的：

虽然我们可以给引用赋值，但是改变的不是引用本身，而是他原来引用的对象。所以：对于有引用成员的类，合成拷贝赋值运算符被定义为删除的。

 

 

(5)move 定义在utility头文件中。使用时要直接调用std::move，防止类定义自己的move，即使我们在调用move前声明usingstd::move，但是实参的命名空间要优先于本作用域内的搜索。(可以将左值转化为右值，返回一个右值)；

 

（6）移动，会大幅度提高性能。且io类和unique_ptr（包含不能被拷贝的资源：指针或IO缓冲）不能拷贝，但可以移动。

右值引用：必须绑定到右值的引用。性质：只能绑定到将要销毁的对象。

左值引用代表对象身份。右值引用代表对象的值。

int i = 42;

int &r1 = i*32;//错误

const int &r1 = i*32;//正确，可以将const引用绑定到右值上

int && r2 = i*32;//正确，右值引用

 

前置递增/递减 返回左值。

后置递增/递减 返回右值。

      int ia = 10;

      //ia++ = 5;//错误

       ++ia = 6;//正确

 

不能将右值引用绑定到右值引用类型的变量上。

int &&r1 = 42;

int &&r2 = r1;//错误

 

我们可以销毁一个移后原对象，也可以对他赋值，但是不能使用它，即希望他会有什么值。

 

（7）移动构造函数

第一个参数是右值引用，其他参数必须有默认实参。

不分配任何内存，但记得要把原对象做好处理：移后原对象可以被安全的销毁或者赋值。

    如果，确认不会抛出异常，可以在参数列表的小括号后加上 noexcept（声明和定义中都要有）告诉编译器，否则编译器要做一些额外的工作。

 

 

 

必须定义拷贝控制成员的类，是有些类成员必须经过拷贝成员的操作。通常移动操作比拷贝要节省效率。

 

移动容器元素可以使用移动迭代器，解引用生成右值引用。

 

拷贝成员通常参数是const T&的，移动成员通常不是const,即T&&，逻辑上，一个不改变，一个改变。

 

（8）

有时右值的使用方式令人惊讶：

s1,s2为string:

s1+s2 = “wow”;//对右值赋值，这里是允许的。。

 

新标准库允许向右值赋值。我们可以阻止这种操作。即强制左侧运算对象（即，this指向的对象）是一个左值。

    我们指出this左值/右值属性的方式与定义const成员函数相同。在参数列表后放置一个引用限定符。（声明与定义都要有）,引用限定符必须跟在const之后

Foo &operator=(const Foo&)&;//只能向可修改的左值赋值。

Foo sorted() &&;//可用于可改变的右值

Foo sorted() const &;//可用于任何类型的Foo

 

    定义const成员函数，可以一个有，一个没有。

    但是对于引用限定的函数：如果函数名，参数都相同，必须“都加引用限定符或者都不加”

 

例子1：

#include<iostream>

#include<string>

#include<vector>

#include<numeric>

#include<algorithm>

using namespace std;

 

class X

{

public:

    X():data{1,4,3}

    {

    }

    vector<int>data;

    Xsorted() const &

    {

       cout<<"const&"<<endl;

       Xret(*this);                          //1/2

       sort(ret.data.begin(),ret.data.end()); //1

       returnret;                             //1

       //returnret.sorted();                  //2无限递归

       //returnX(*this).sorted();             //3右值sorted

    }

    Xsorted() &&

    {

       cout<<"&&&&&&&&"<<endl;

       sort(data.begin(),data.end());

       return*this;

    }

};

 

int main()

{

    Xx;

    Xx2 = x.sorted();

    for(auto e : x2.data)

    {

       cout<< e << " ";

    }

    cout<< endl;

 

    getchar();

    return0;

}

 

 

例子2：

#include<iostream>

#include<string>

#include<vector>

#include<list>

#include<array>

#include<numeric>

#include<map>

#include<unordered_map>

#include<memory>

#include<new>

#include<algorithm>

usingnamespacestd;

classMyClass

{

public:

      MyClass() :str("default")

       {

             cout <<"合成构造函数" <<endl;

       }

      MyClass(stringstr1) :str(str1)

       {

             cout <<"string参数构造函数" <<endl;

       }

      MyClass(constMyClass&you)

       {

             str =you.str;

             cout <<"const拷贝构造" <<endl;

       }

      MyClass(MyClass &you)

       {

             str =you.str;

             cout <<"非const拷贝构造"<<endl;

       }

      MyClass& operator=(MyClass &you)

       {

             cout <<"拷贝赋值"<<endl;

             this->str = you.str;

             return *this;

       }

      MyClass(MyClass&&you )

       {

             str =you.str;

             cout <<"非const移动构造"<<endl;

       }

      MyClass(constMyClass &&you)

       {

             str =you.str;

             cout <<"const移动构造" <<endl;

       }

      MyClass& operator=(MyClass&&you)

       {

             cout <<"移动赋值"<<endl;

             str =you.str;

             return *this;

       }

 

      voidstrOut()

       {

             cout <<str<<"-----------------------" <<endl<<endl;;

       }

private:

      stringstr;

};

 

intmain()

{

      conststringss ="const str";

      constMyClassm0;//默认构造

      cout <<"const MyClass m0;" <<endl<<endl;

 

      MyClassm1;//默认构造

      cout <<"MyClass m1;" <<endl<<endl;

 

      MyClassm2 ="m2";//string参数构造函数

      cout <<"MyClass m2 =\"m2\";" <<endl <<endl;

 

      MyClassm3("m3");//string参数构造

      cout <<"MyClassm3(\"m3\");" <<endl <<endl;

 

      MyClassm4(ss);//string参数构造

      cout <<"MyClass m4(ss);" <<endl<<endl;

 

      MyClassm5(std::move(ss));//string参数构造===

      cout <<"MyClass m5(std::move(ss));=====" <<endl<<endl;

 

      MyClassm6 =m2;//拷贝构造非const

      cout <<"MyClass m6 = m2;" <<endl<<endl;

 

      MyClassm6_1 =m0;//const拷贝构造

      cout <<"MyClass m6_1 = m1;" <<endl<<endl;

 

      MyClassm7(m2);//拷贝构造非const

      cout <<"MyClass m7(m2);" <<endl<<endl;

 

      MyClassm8(std::move(m3));//移动构造非const

      cout <<"MyClassm8(std::move(m3));" <<endl <<endl;

 

      m8 =std::move(m3);//移动赋值

      cout <<"m8 = std::move(m3);" <<endl<<endl;

 

      m1 =m2;//拷贝赋值

      cout <<"m1 = m2;" <<endl<<endl;

 

      m1 =std::move(ss);//string参数构造+移动赋值===========

      cout <<"m1 =std::move(ss);========" <<endl <<endl;

 

      getchar();

      return 0;

}

 

 

 

 

二十三：重载与类型转换

 

（1）除了重载函数调用运算符operator()之外，其他重载运算符不能含有默认实参。

    不能重载 ::  .* .  ?: (四个)

    逻辑运算符，求值顺序规则和短路问题无法保留，所以，不建议重载。

    逗号运算符，取地址运算符，已有内置的含义，不建议重载。

(2)赋值（=）/下标（[]）/调用() /成员访问箭头（->） 必须是成员函数。

    算术/相等/关系可以换位置的，一般应是 友元函数。

(3)输入输出运算符必须是非成员函数。因为输入输出必须是i/o stream成员，我们无法给标准库类添加成员。所以只能当参数传递i/o stream。

    istream&operator>>(istream &is,MyClass &it);

    输入运算符必须处理输入可能失败的情况，而输出运算符不需要。

（4）   vector还定义了第三中赋值运算符，接受花括号的元素列表作为参数。

MyClass&operator=(initializer_list<string>);//必须是成员函数

（5）复合赋值 += *=等，为与内置类型保持一致，要返回左侧运算对象的引用。

 

（6）区分前置和后置运算符：（后置版本接受一个额外的（不被使用）int类型参数。

（7）箭头运算符，不能随便定义，获取成员这一事实永远不变。（编译器怎么限定的？？？？我随便返回一个“你好”，也没报错。）

（8）如果类定义了函数调用运算符，则类的对象称作“函数对象”

    lambda是函数对象。（不是对象调用，所以，我们只需对于sort等，传递对象就行，而不是对象后加括号）

    当lambda通过引用捕获变量时，编译器可以直接使用该引用，而不必在lambda产生的类中将其存储为数据成员。

    当lambda通过值捕获的变量时，lambda产生的类必须为每个值捕获的变量建立对应的数据成员。

    因为需要带参数的构造函数，参数列表来初始化成员，所以lambda产生的类不包含默认构造函数/赋值运算符及默认析构函数，而默认拷贝/移动构造函数要视捕获的数据成员类型而定。（成员是否可以拷贝/移动）

 

（9）标准库函数对象。functional头文件

算术：plus<T>  minus<T> multiplies<T>divides<T> modulus<T> negate<T>取反

关系：equal_to<T>not_equal_to<T> greater<T> greater_equal<T> less<T>less_equal<T>

逻辑：logical_and<T>logical_or<T> logical_not<T>

 

例：sort<svec.begin(),svec.end(),greater<string>());

 

(10)可调用对象：函数，函数指针，lambda表达式，bind创建的对象，重载了函数调用运算符的类

标准库function类型，function<T>是一个模板，能够表示的对象的调用形式。

function<int(int,int)>可以囊括上面所有的形式。

对于同函数名，不同参数类型的，为解决function存储的二义性：1）函数指针 2）使用lambda表达式（函数体为 return add(a,b)）

 

(11)类类型转换：转换构造函数，类型转换运算符

    operatortype() const;

可以面向任何可以作为函数返回的类型。（不能是数组和函数，可以是指针和引用），没有返回类型，没有形参，必须是成员函数，一般是const

 

    尽管编译器一次只能执行一个用户定义的类型转换，但是可以置于内置类型转换之前或之后。（连同内置转换，可以连续转）

    类型转换时隐式的，所以没有参数，虽然没有返回值，但是都会返回一个对应类型的值。

（12）类型转换可能产生意想不到的后果。

int i = 42;

cin << i; //cin转换为bool,提升成int，然后左移。

C++11引入显示的类型转换，来防止。

explicit operator int() const { return val;}

 

MyClass si = 3;

si+3;//错误

static_cast<int>(si)+3;//正确

有个例外：如果表达式被用作条件，编译器将显式的类型转换自动应用于他。

 

while(cin>>value) //对结果转换，而不是一开始就把cin转换

    对bool类型的转换一般用在条件部分，所以，operator bool一般定义成explicit

 

(13)避免二义性类型转换

1）

1：A有B--->A的转换构造函数

2：B有B--->A的类型转换函数

当需要B--->A时，会有歧义。当然显示的调用可以避免。

2）内置算术类型有自动转换，所以对于设计内置类型的转换，只定义一个就可。

3）提供了构造函数含一个算术类型参数（算术到类转换）

转换目标是算术类型的类型转换（类到算术转换）

重载了运算符（参数是类类型）

MyClassmy;

inti = my + 0;//有歧义。