之前寫到了關(guān)于不帶有指針的class的設(shè)計(jì)思路和注意事項(xiàng)弄屡，但是對(duì)于C/C++語言來說寨闹，還有一個(gè)非常重要的概念就是指針础嫡，為什么將指針作為class設(shè)計(jì)的分界點(diǎn)呢氛谜？那么掏觉，之前我講了一個(gè)關(guān)于貓ヽ(=^?ω?=)丿的故事，那么今天我再來講一個(gè)關(guān)于國(guó)王和寶箱的故事吧 <( ‵□′)───C＜─___-)||值漫。

關(guān)于 指 針（鑰匙）的一個(gè)小故事

語文老師教導(dǎo)澳腹，講故事需要先說明時(shí)間地點(diǎn)人物發(fā)生了啥：
話說很久很久以前（發(fā)現(xiàn)詞語好匱乏、杨何、酱塔、），在遙遠(yuǎn)的國(guó)度有一個(gè)國(guó)王（突然想起了和尚）危虱，他有一件十分心愛的具備魔法的寶物羊娃，每次祭奠、儀式都會(huì)用到這個(gè)寶物的魔力埃跷。

而這個(gè)寶物由十個(gè)部件組成蕊玷，每次只有將十個(gè)部件全部拼接在一起才會(huì)發(fā)揮他的魔力（少了任何一塊都不行(￢_￢)）。由于國(guó)王愛這個(gè)寶物愛的死去活來的弥雹，為了防止他過度沉溺在寶物的喜愛中無法自拔而耽誤朝政（(＝垃帅。＝)其實(shí)我想說，到底啥寶物這么有吸引力剪勿。贸诚。。故事設(shè)定。酱固。械念。(▼皿▼#) ....就這樣吧）。

國(guó)王的爹爹（居然沒死╮(╯_╰)╭）將這個(gè)的碎片分別鎖在了十個(gè)寶箱里面（ヾ(???ゞ)這個(gè)故事背景我實(shí)在快編不下去了.......）运悲。龄减。。而每個(gè)箱子都對(duì)應(yīng)一把獨(dú)特的鑰匙（廢話扇苞。欺殿。寄纵。鳖敷。。一把鑰匙開一把鎖━━(￣ー￣*|||━━）程拭，特殊之處在于
***這 個(gè) 鑰 匙 不 但 可 以 打 開 箱 子 還 可 以 記 錄 箱 子 在 哪 里 , ****定踱。

而國(guó)王的爹爹把這十把鑰匙分別交給了十個(gè)大臣來保管，也就是只有當(dāng)國(guó)王召集了十個(gè)大臣以后才能夠一睹寶物的真面目恃鞋。

ps： (●￣(?)￣●)背景就交代在這吧崖媚，雖然不合邏輯的地方很多，但是為了說清楚這個(gè)事恤浪，也就當(dāng)作合理吧畅哑。

**** 那 么 問 題 來 了 ！Ｋ伞荠呐！****( ⊙ o ⊙ )
等到國(guó)王的爹爹死了，國(guó)王也長(zhǎng)大了不少砂客，決心要做一個(gè)好的國(guó)王泥张，已經(jīng)不那么迷戀那個(gè)寶物了。但是每次在使用寶物的時(shí)候鞠值，國(guó)王發(fā)現(xiàn)實(shí)在太麻煩了媚创，每次都要十個(gè)大臣全來了才能取出寶物的每個(gè)部件。有好幾次急用的時(shí)候(,,#?Д?)彤恶，大臣由于各種原因不能來把要是交給國(guó)王钞钙。還有的時(shí)候，十個(gè)大臣都來了声离，但是誰也不知道該開哪個(gè)箱子芒炼，每次都要一個(gè)個(gè)是試也是很大無時(shí)間的。
***有 沒 有 辦 法 能 幫 助 國(guó) 王 來 管 理 他 這 些 箱 子 呢 ( ▔?з?▔ )抵恋？****

這個(gè) 精彩絕倫（漏洞百出）的故事講完了焕议，但是這里面其實(shí)引出來的問題值得我們探討一下的。方法太多了，我來簡(jiǎn)單說說幾個(gè)拙見吧盅安。

• 方法一：
  將十個(gè)寶箱和每個(gè)大臣手里面的鑰匙按照對(duì)應(yīng)關(guān)系編號(hào)[0-9]唤锉，至于擺放順序其實(shí)無所謂了，每個(gè)箱子上都有自己的編號(hào)别瞭，每次大臣來齊了就能很快的打開所有的箱子了窿祥。（好像和之前比只是加上了序號(hào)）

• 總結(jié)：
  1 能夠方便快速的打開箱子（真的快速嗎？蝙寨！難道箱子是亂放的晒衩，難道不需要找嗎）
  2 但是每次打開箱子都必須十個(gè)大臣到場(chǎng)，如果少了其中某個(gè)就不能打開全部箱子了（而且每次去開箱子的時(shí)候都需要所有大臣在場(chǎng)墙歪，否則听系，去了五號(hào)箱子那，發(fā)現(xiàn)其余大臣都在虹菲，唯獨(dú)五號(hào)大臣不在靠胜，就抓瞎了）

• 方法二：
  還是先將箱子和鑰匙進(jìn)行編號(hào)，然后將9號(hào)箱子的鑰匙以及他所在位置放在8號(hào)箱子中毕源，將8號(hào)箱子的鑰匙以及他所在位置放在7號(hào)箱子中......將1號(hào)箱子的鑰匙以及他所在位置放在0號(hào)箱子中浪漠。
  完成了鑰匙和位置的分配，現(xiàn)在只需要一個(gè)大臣拿著鑰匙就能開啟所有的箱子啦~ ~ ~ ~ ~ ~

  • 總結(jié)：
    1 只需保存一個(gè)箱子的鑰匙就可以管理所有的10個(gè)箱子啦（聽起來不錯(cuò)霎褐，但真就這么簡(jiǎn)單嗎址愿？！）
    2 不需要擔(dān)心鑰匙和箱子位置具體在哪的問題（真的嗎冻璃？Ｏ煳健）
    3 拿著鑰匙的那個(gè)大臣權(quán)利集中，一旦他丟了鑰匙俱饿，所有箱子都無法打開
    4 如果中間某個(gè)箱子的位置或者鑰匙放錯(cuò)了或者忘記了放進(jìn)去~~~~那么后續(xù)的箱子就等于丟了（拿到了第一把鑰匙也打不開后面的鎖了歌粥、、拍埠、失驶、）
    5 假設(shè)某一天國(guó)王想看看第十個(gè)箱子里面的東西的時(shí)候~ ~ ~那就麻煩了，得把前面幾個(gè)箱子都打開才行（十個(gè)箱子好像好像還好枣购，那假設(shè)有十萬個(gè)或者十億個(gè)箱子呢嬉探？他也許就只為了看看最后一個(gè)箱子就變成了一個(gè)開了一輩子箱子的國(guó)王（為啥突然想起來做木匠活的皇帝....））
    6 如果某天國(guó)王想要在這群箱子中插入個(gè)箱子，只需要管理需要插入位置前后的箱子就行了（這個(gè)優(yōu)點(diǎn)今天可能用不到( ￣ー￣)( ￣ー￣)就先放著吧）

• 方法三：
  將十個(gè)箱子并排放在一起棉圈，[ 0 ][ 1 ][ 2 ][ 3 ]....[ 9 ]涩堤，箱子之間會(huì)形成自然順序。將下個(gè)箱子的鑰匙放在上個(gè)箱子上（這時(shí)候不需要保存位置啦分瘾，因?yàn)榫驮谒赃吢铮┨ノАＲ簿褪菍?號(hào)箱子的鑰匙以及他所在位置放在8號(hào)箱子上，將8號(hào)箱子的鑰匙以及他所在位置放在7號(hào)箱子上......將1號(hào)箱子的鑰匙以及他所在位置放在0號(hào)箱子上（注意沒有放在箱子里面！０谆辍汽纤！）。

  • 總結(jié)
    1 箱子的位置不用擔(dān)心了福荸，都在這一排擺著呢（但是需要考慮的是萬一蕴坪、、敬锐、沒有地方放下這么多連續(xù)的箱子可怎么辦背传，也就是對(duì)空間的要求更高了，十個(gè)箱子好像還好~~但是加入十萬個(gè)台夺、十億個(gè)箱子呢径玖？）
    2 保存一個(gè)鑰匙就可以管理全部的箱子了，也存在權(quán)利過分集中的問題谒养，如果挺狰，外面的那把鑰匙丟了、买窟、、薯定、箱子全都報(bào)廢了
    3 如果這時(shí)候國(guó)王想要看看其中某個(gè)箱子始绍，那么只需要按照序號(hào)去看看就行了，畢竟鑰匙就放在之前的箱子上面（如果這里是十萬個(gè)箱子话侄，國(guó)王也可以不費(fèi)勁的從里面找出他想要的那個(gè)~ ~ ~ ~）
    4 突然某一天國(guó)王想插入一個(gè)箱子亏推，如果箱子是插在最后沒啥問題，很容易年堆，但是吞杭、、变丧、芽狗、如果國(guó)王想要插入的位置是第一個(gè)，那么國(guó)王得把所有的箱子往后諾一個(gè)位置才行痒蓬，如果是十億個(gè)箱子呢童擎？又出現(xiàn)了個(gè)挪了一輩子箱子的國(guó)王

• 你TM弄了這么久箱子！攻晒！(# ?Д?)到底想干嘛(# ?Д?)顾复？！

其實(shí)這個(gè)故事雖然存在很多不合理的地方鲁捏，但實(shí)際是想做一個(gè)關(guān)于*** 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu)*** 的比喻芯砸。

• 每個(gè)箱子里面保存的“寶藏”，就相當(dāng)于——數(shù)據(jù)
• 箱子以及箱子所處的位置，就相當(dāng)于——內(nèi)存

C/C++畢竟是*** 直 接 面 對(duì) 內(nèi) 存 ***的語言假丧，所以程序員難免要考慮這些“箱子們和鑰匙們” 的擺放和打開的問題###

***還 有 就 是 末购，這 些 管 理 方 法 后 面 肯 定 是 有 用 的 ~ ~ ~ ~ ~ ~， 就 先 放 在 這 里 虎谢， 我 之 后 再 提 ***

回到之前的一個(gè)問題盟榴，為什么類要用帶有指針和不帶指針來進(jìn)行區(qū)分呢？婴噩？擎场？

那么假設(shè)你是國(guó)王，你希望自己的箱子被打不開或者被找不到嗎几莽？
對(duì)于帶指針和不帶指針的class最大的區(qū)別就是是否需要管理這些放在箱子里面的“寶藏”Ｑ赴臁！章蚣！如果管理不好站欺，那么會(huì)出現(xiàn)丟失找不到的情況，但是寶藏其實(shí)就在那里只是我們?cè)僖舱也坏搅讼舜梗@時(shí)候矾策，被丟失的寶藏就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題，它會(huì)占用那些被我們找不到的空間峭沦。就像一個(gè)箱子的鑰匙丟了贾虽，箱子里面全是好東西，但是我們拿不到吼鱼，也砸不開那個(gè)箱子蓬豁，但是他還在你家里面占了很多空間。菇肃。地粪。。所以對(duì)于持有指針的class來說琐谤，手上拿到的指針蟆技，其實(shí)就相當(dāng)于那把鑰匙。管理鑰匙的本質(zhì)是為了管理箱子里的東西

class中帶不帶指針的問題關(guān)系著背后的數(shù)據(jù)（寶藏）該如何管理的問題

今天會(huì)用簡(jiǎn)化版本的string.h作為例子來說明帶有指針的class應(yīng)該如何設(shè)計(jì)笑跛，其實(shí)string相當(dāng)于之前的方法三的管理方法付魔，將所有的字符（char）在內(nèi)存中有一排連續(xù)的空間（數(shù)組），將每個(gè)字母放在連續(xù)的空間中飞蹂。就相當(dāng)于國(guó)王的十個(gè)箱子里面分別一個(gè)字母組成[ h ][ e ][ l ][ l ][ o ][ w ][ o ][ r ][ l ][ d ]的一串字符串几苍。這些“箱子”（內(nèi)存單元）是連續(xù)的排列的方式組合在一起。這時(shí)候陈哑，我們只需要拿著[ h ]這個(gè)箱子的鑰匙妻坝，就可以打開后面全部的箱子了伸眶，同時(shí)也可以根據(jù)每個(gè)箱子的位置來打開其中的箱子，取出其中的數(shù)據(jù)了（比如取出hello的[ o ]刽宪，他位于這一排箱子的第五個(gè)位置厘贼，如果從0號(hào)開始排序，那么他就是相當(dāng)于這串箱子的4號(hào)了圣拄，我們只需要拿著這個(gè)4號(hào)就能去走這個(gè)o了）嘴秸。

（后面該適當(dāng)嚴(yán)肅點(diǎn)了，但還會(huì)呼應(yīng)之前的故事庇谆，來解釋 我想解釋的內(nèi)容 (′?ω?｀) ）

帶有指針的class需要解決的Big Three問題

class String
{
    public:     
    //構(gòu)造函數(shù)岳掐，接收一個(gè)字符串?dāng)?shù)組，通過字符串?dāng)?shù)組生成一個(gè)字符串（cstr相當(dāng)于保管起來的那個(gè)鑰匙）                              
       String(const char* cstr=0);
    //構(gòu)造函數(shù)（拷貝構(gòu)造饭耳，對(duì)于含有指針的class尤其要注意的）
    //接收參數(shù)為一個(gè)String本身串述，也就是通過接收String本身來構(gòu)造一個(gè)新的String對(duì)象
       String(const String& str);       
    //操作符重載，（拷貝賦值寞肖，對(duì)于含有指針的class尤其要注意的）
    //操作符左右兩側(cè)均為String對(duì)象纲酗，也就是將一個(gè)String對(duì)象賦值給另外一個(gè)已有的String對(duì)象
       String& operator=(const String& str);
    //析構(gòu)函數(shù)，對(duì)象死亡之前會(huì)默認(rèn)調(diào)用的函數(shù)
    //防止指針失效了新蟆，但實(shí)際的數(shù)據(jù)還存在在內(nèi)存中觅赊，無法拿到，也無法改變和刪除
    //會(huì)造成內(nèi)存泄漏栅葡，在對(duì)象死亡前需要再次管理那塊內(nèi)存空間
       ~String();                
    //獲取私有屬性茉兰，獲取時(shí)沒有改變內(nèi)容，需要注意const的修飾（找鑰匙的方法）                    
       char* get_c_str() const { return m_data; }
    private:
       char* m_data;  //相當(dāng)于管理這一串寶箱的第一把鑰匙
};

• 析構(gòu)函數(shù)

  • 析構(gòu)函數(shù)是在對(duì)象生命周期的最末尾也就是對(duì)象即將被銷毀的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用的函數(shù)欣簇，主要是為了方便清楚帶有指針變量的對(duì)象，能夠在對(duì)象清楚之前坯约，清理其指針?biāo)赶虻哪遣糠謨?nèi)存空間熊咽，以避免造成必要的內(nèi)存泄漏。

    inline
    String::~String()
    {
     //刪除字符串的內(nèi)存空間中保存的內(nèi)容闹丐，釋放內(nèi)存
     //字符串本質(zhì)上為字符數(shù)組横殴，所以再刪除的時(shí)候，需要使用delete[]
     delete[] m_data;
    

    }

• 復(fù)制拷貝問題

  • 與不帶指針的對(duì)比
    • 對(duì)于不帶指針的class
      • 編譯器會(huì)自動(dòng)幫我們實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造和拷貝復(fù)制兩種方法
      • 并且編譯器會(huì)依照內(nèi)存中所保存的數(shù)據(jù)卿拴，依照每個(gè)byte進(jìn)行拷貝衫仑，相當(dāng)于兩份完全相同的數(shù)據(jù)
      • 如果能夠滿足需求不需要重寫這兩種方法
    • 對(duì)于帶有指針的class
      • 編譯器會(huì)默認(rèn)拷貝指針變量（配一把鑰匙），但實(shí)際指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)并未被復(fù)制一份堕花，導(dǎo)致兩個(gè)指針同時(shí)指向一個(gè)內(nèi)存空間（兩把一樣的鑰匙開的同一個(gè)箱子文狱，但是實(shí)際箱子里面的內(nèi)容依然只有一份，不要假裝騙自己說配了兩把鑰匙就擁有了兩份數(shù)據(jù)的道理相同）
      • 如果使用了賦值符（A = B）的時(shí)候缘挽，相當(dāng)于將鑰匙A的鑰匙改造成鑰匙B瞄崇，但是對(duì)于A原始可以管理的那個(gè)箱子就再也沒辦法打開了呻粹，而A和B可以同時(shí)管理同一個(gè)箱子，沒辦法實(shí)現(xiàn)通過賦值符來實(shí)現(xiàn)賦值一個(gè)和B相同的箱子苏研。為了避免這個(gè)問題等浊，實(shí)現(xiàn)deep copy，必須重寫賦值符左右相同都是自己本身類型的操作符
      • class中持有指針變量摹蘑，那么對(duì)于賦值過程需要考慮重寫拷貝構(gòu)造和拷貝賦值
  • 拷貝構(gòu)造（Copy Constructor）

    • 通過傳入和自己本身類型相同的對(duì)象筹燕，來構(gòu)造一個(gè)新的自己類型的對(duì)象

      String s1("hello");
      String s(s1);    //第一種寫法，構(gòu)造一個(gè)新的String對(duì)象s衅鹿，初值為s1中的內(nèi)容
      String s = s1;  //第二種寫法撒踪，構(gòu)造一個(gè)新的String對(duì)象s，初值為s1中的內(nèi)容
      

    • 拷貝過后會(huì)生成一個(gè)新的對(duì)象（s）

    inline
    String::String(const String& str)  //參數(shù)就是自己類型本身塘安，可以使用引用糠涛，因?yàn)閭魅氲臄?shù)據(jù)不會(huì)被改動(dòng)，需要使用const修飾
    {
        //因?yàn)槭切聞?chuàng)建的String對(duì)象兼犯，所以直接申請(qǐng)足夠的內(nèi)存空間忍捡，將內(nèi)容拷貝過去即可
       m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ];
       strcpy(m_data, str.m_data);    //str.m_data:相同類型的對(duì)象互為友元，可以直接讀取內(nèi)部的private屬性
    }

• 拷貝賦值（Copy Assignment Operator）

  • 將一個(gè)對(duì)象切黔，復(fù)制給另外一個(gè)** 已 有 **的對(duì)象

  • 思路：先將原對(duì)象中的內(nèi)容清空砸脊，再將內(nèi)容進(jìn)行復(fù)制

    {
       String s1("hello");
       String s2("hello");
       s2 = s1; //將s1的內(nèi)容復(fù)制給s2，s2在復(fù)制之前實(shí)際是一個(gè)已存在的對(duì)象
    }
    

  • 函數(shù)定義

    inline
    

    String& String::operator=(const String& str)
    {
    //自我賦值檢查
    //作用：
    //1. 如果將s賦值給s纬霞，則無需操作凌埂，那么可以直接通過return來跳出該函數(shù)，減少多余操作诗芜，提高效率
    //2. 如果此處不做判斷瞳抓，直接執(zhí)行后續(xù)代碼，會(huì)在復(fù)制之前先釋放等待接受內(nèi)容的指針?biāo)赶虻目臻g伏恐，
    // 因?yàn)椴僮鞣笥蚁嗤⒀疲瑫?huì)造成將被復(fù)制的對(duì)象那么部分給釋放，最終破壞原始的數(shù)據(jù)
    if (this == &str)
    return *this;
    delete[] m_data; //清空原有對(duì)象的內(nèi)存翠桦，防止造成內(nèi)存泄漏
    m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ]; //在堆上重新申請(qǐng)對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度的空間
    strcpy(m_data, str.m_data); //復(fù)制內(nèi)容到新申請(qǐng)的空間
    return *this; //返回賦值符左側(cè)的指針變量所指向的內(nèi)容
    }

string.h的完整代碼

    #ifndef __MYSTRING__
    #define __MYSTRING__

    class String
    {
    public:                                 
       String(const char* cstr=0);                     
       String(const String& str);                    
       String& operator=(const String& str);         
       ~String();                                    
       char* get_c_str() const { return m_data; }
    private:
       char* m_data;
    };

    #include <cstring>
    //通過字符串?dāng)?shù)組來構(gòu)造一個(gè)字符串對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)
    inline
    String::String(const char* cstr)
    {
       //需要對(duì)傳入的參數(shù)進(jìn)行檢查是否有內(nèi)容
       if (cstr) {
          //需要針對(duì)傳入的字符串?dāng)?shù)組的長(zhǎng)度（strlen(cstr)來獲得）,但字符串后需要放置一個(gè)結(jié)束符/0横蜒，所以長(zhǎng)度需要+1
          m_data = new char[strlen(cstr)+1];//在堆內(nèi)存上，申請(qǐng)一塊長(zhǎng)度比傳入字符數(shù)組長(zhǎng)1的字符數(shù)組的內(nèi)存空間
          strcpy(m_data, cstr);//使用strcpy函數(shù)將傳入的參數(shù)cstr的所指的內(nèi)存中的數(shù)據(jù)销凑，賦值到新申請(qǐng)的內(nèi)存空間上去丛晌，使兩塊內(nèi)存空間都同時(shí)具備相同的數(shù)據(jù)
       }
       else {   //未指定初值的情況
       //雖然傳入的部分為空，但是由于在C/C++中斗幼，管理字符串是以\0作為結(jié)尾的澎蛛，即使是空字符串實(shí)際并不完全為空
       //所以在需要構(gòu)造長(zhǎng)度為一個(gè)單位的字符串?dāng)?shù)組，并在其中放入結(jié)束符/0
          m_data = new char[1];  //申請(qǐng)空間
          *m_data = '\0';       //保存結(jié)束符
       }
    }

    inline
    String::~String()
    {
       delete[] m_data;
    }

    inline
    String& 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;
    }

    inline
    String::String(const String& str)
    {
       m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ];
       strcpy(m_data, str.m_data);
    }
      //輸出孟岛，<<符號(hào)重載瓶竭，不能為成員函數(shù)督勺，因?yàn)椴僮鞣髠?cè)為ostream
    #include <iostream>
    using namespace std;
        ostream& operator<<(ostream& os, const String& str)
    {
       os << str.get_c_str();
       return os;
    }
    #endif

內(nèi)存管理初探

• 堆（heap）和棧（stack）

  • 棧
    • 棧，是存在于某作用域（scope）的一塊內(nèi)存空間斤贰。例如智哀，當(dāng)你調(diào)用的函數(shù)，函數(shù)本身就會(huì)形成一個(gè)棧荧恍，用來存放所接收的參數(shù)瓷叫，以及返回地址。在函數(shù)本體內(nèi)聲明的任何變量送巡，其所使用的內(nèi)存塊都在棧上摹菠。
    • 棧，其實(shí)是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)骗爆，他的特性是先入后出（后入先出）次氨，就像一摞放在桌子上面的碟子，我們清洗好是依次往上摞在一起的摘投，而最先洗好的盤子位于最底下煮寡，我們?nèi)”P子的時(shí)候一般都是先從頂部直接拿就行了，所以造成了后洗好的盤子最先被取出來犀呼，也就是先入棧的幸撕，后出棧。對(duì)于函數(shù)來說無論接收的參數(shù)還是創(chuàng)建的參數(shù)外臂，都是最先得到的最后才出棧（被釋放坐儿，也就是對(duì)象死掉），后得到或創(chuàng)建的先出棧宋光。
    • 特點(diǎn)：
      1 對(duì)于操作系統(tǒng)來說貌矿，程序員不需要管理?xiàng)Ｉ系淖兞浚拷唤o系統(tǒng)調(diào)度和處理罪佳，效率高
      2 使用簡(jiǎn)單遂黍，但空間較小池摧，每個(gè)程序、函數(shù)都有自己的棧持钉，相對(duì)安全性高
  • 堆
    • 堆投储，是指有操作系統(tǒng)所提供的一塊全局的內(nèi)存空間第练，程序可以動(dòng)態(tài)分配（dynamic allocated）從中獲得若干區(qū)塊（blocks）。
    • 特點(diǎn)
      1 系統(tǒng)共用區(qū)域玛荞，不同的程序都可以訪問同一塊區(qū)域娇掏，不釋放內(nèi)存空間會(huì)造成內(nèi)存泄漏
      2 需要自己手動(dòng)來申請(qǐng)，同時(shí)也需要手動(dòng)來釋放勋眯，如果不釋放婴梧，當(dāng)處在棧中的俄變量被彈出下梢，則這部分空間丟失，會(huì)造成內(nèi)存泄漏（鑰匙丟了找不到箱子的情況）

• 對(duì)象的創(chuàng)建（TypeName代表類型名稱塞蹭，比如自定義類型String等等孽江，params...代表傳入的參數(shù)）

  • 方式一：TypeName t(params...);
    • 所占用的空間來自于棧
  • 方式二：TypeName *pt = new TypeName(params...);
    • 實(shí)際該語句所需要的空間來自棧和堆兩部分，其中番电，實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間來自于堆岗屏，而變量pt的保存空間實(shí)際是在棧的，而存在棧里面pt由于是一個(gè)指針漱办，它記錄了所申請(qǐng)的堆中空間的地址（也就是箱子的位置）这刷。由于pt的存儲(chǔ)空間為棧，所以當(dāng)t出了所在的作用域之后娩井，t會(huì)被棧彈出暇屋，而堆上的內(nèi)容并不會(huì)被釋放，并且永遠(yuǎn)再?zèng)]有機(jī)會(huì)被delete了洞辣。如果在彈出前咐刨，未釋放堆上的那部分空間，則就造成了內(nèi)存泄漏了（其實(shí)內(nèi)存泄漏就相當(dāng)丟了鑰匙的寶箱屋彪，知道他的存在所宰，但是再也沒辦法拿到了，占用了不必要的系統(tǒng)資源畜挥，寶箱的花就相當(dāng)于丟了自己的錢Ｗ兄唷！但明知這部分錢是自己的蟹但，但是你就是沒辦法找到和證明了Ｇ！；恰）麦向。

• 靜態(tài)對(duì)象（static object）：這個(gè)對(duì)象其實(shí)就是一個(gè)"超級(jí)宅男 "。一直被保存在內(nèi)存中的靜態(tài)區(qū)（用于保存全局（global）和靜態(tài)（static）變量的內(nèi)存區(qū)域）客叉，并且被static所修飾的對(duì)象诵竭，聲明將會(huì)超過整個(gè)作用域（scope），畢竟他不在棧中兼搏。他的生命周期會(huì)貫穿程序的全生命周期卵慰。

• 全局對(duì)象（global object）:定義在***任何 *** 作用域（{ ... }）之外的變量。他和靜態(tài)對(duì)象一樣保存在內(nèi)存的靜態(tài)區(qū)部分佛呻，他的生命周期也是在整個(gè)程序結(jié)束后才會(huì)結(jié)束裳朋。

• new關(guān)鍵字：先分配memory，再調(diào)用Constructor

  • TypeName *pt = new TypeName(params...);的編譯器處理過程
    1 void *mem = operator new (sizeof(TypeName)); //分配所需的內(nèi)存吓著，operator new的內(nèi)部調(diào)用了malloc(n)來分配空間
    2 pt = static_cast<TypeName *>(mem); //類型強(qiáng)轉(zhuǎn)
    3 pt->TypeName::TypeName(params...); //調(diào)用class所對(duì)應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)

• delete關(guān)鍵字：先分配disconstructor鲤嫡，再釋放內(nèi)存

  • delete pt;的編譯器處理過程
    1 TypeName::~TypeName(pt); //調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
    2 operator delete(pt); //釋放內(nèi)存送挑，operator delete內(nèi)部調(diào)用了free(pt)

• 動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的結(jié)構(gòu)：所分配空間的大小都是16byte的倍數(shù)

  • debug模式
    • cookie （4byte）
    • debuger header（4*8byte=32byte）
    • 對(duì)象所需的空間（n byte）
    • no man land (4byte)
    • pad區(qū)域（填補(bǔ)區(qū)域，當(dāng)總內(nèi)存不為16byte倍數(shù)時(shí)暖眼，不足為最近16byte倍數(shù)所占用的空間）
    • cookie（4byte）
  • release模式
    • cookie （4byte）
    • 對(duì)象所需的空間（n byte）
    • pad區(qū)域（填補(bǔ)區(qū)域惕耕，當(dāng)總內(nèi)存不為16byte倍數(shù)時(shí)，不足為最近16byte倍數(shù)所占用的空間）
    • cookie（4byte）
  • cookie部分保存參數(shù)的意義
    • 例如 cookie中保存為0x00000041：64byte的十六進(jìn)制為0x40罢荡，則0x00000040表示這部?jī)?nèi)存空間的大小赡突，而最低位1表示程序獲得內(nèi)存（系統(tǒng)給出的內(nèi)存），以此來作為標(biāo)識(shí)告訴系統(tǒng)這塊空間的大小和狀態(tài)区赵，同樣cookie也就變成了0x00000041惭缰。為了方便cookie能夠使用十六進(jìn)制最低位表示狀態(tài)，高位表示控件大小笼才，則內(nèi)存控件需要時(shí)16byte的的倍數(shù)漱受，因?yàn)橹挥?6byte的倍數(shù)十六進(jìn)制數(shù)打的最低位才為0，也就是16（DEC） = 0x10（HEX）
  • 對(duì)于數(shù)組的動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存結(jié)構(gòu)
    • debug模式
      • cookie （4byte）
      • debuger header（4*8byte=32byte）
      • 記錄保存的對(duì)象個(gè)數(shù)（4byte）
      • 對(duì)象1所需的空間（n byte）
      • 對(duì)象2所需的空間（n byte）
      • .....
      • 對(duì)象n所需的空間（n byte）
      • no man land (4byte)
      • pad區(qū)域（填補(bǔ)區(qū)域骡送，當(dāng)總內(nèi)存不為16byte倍數(shù)時(shí)昂羡，不足為最近16byte倍數(shù)所占用的空間）
      • cookie（4byte）
    • release模式
      • cookie （4byte）
      • 記錄保存的對(duì)象個(gè)數(shù)（4byte）
      • 對(duì)象1所需的空間（n byte）
      • 對(duì)象2所需的空間（n byte）
      • .....
      • 對(duì)象n所需的空間（n byte）
      • pad區(qū)域（填補(bǔ)區(qū)域，當(dāng)總內(nèi)存不為16byte倍數(shù)時(shí)摔踱，不足為最近16byte倍數(shù)所占用的空間）
      • cookie（4byte）
  • 由于分配的內(nèi)存的結(jié)構(gòu)虐先，所以導(dǎo)致new [],要搭配對(duì)應(yīng)delete[]來釋放空間，否則會(huì)造成內(nèi)存泄漏派敷，對(duì)應(yīng)的delete[]會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)多次蛹批，可以將需要釋放的內(nèi)存都釋放掉

補(bǔ)充部分：

• static關(guān)鍵字
  • static 和non-static

    • 非靜態(tài)對(duì)象：在內(nèi)存中會(huì)創(chuàng)建多份

    • 靜態(tài)對(duì)象：僅在靜態(tài)區(qū)創(chuàng)建一份

    • 非靜態(tài)成員函數(shù)

      complex c1;
      cout << c1.real();  //調(diào)用complex中成員函數(shù)real()返回對(duì)應(yīng)的實(shí)部
      //實(shí)際相當(dāng)于cout << complex::real(&c1);
      //調(diào)用該函數(shù)的對(duì)象c1的地址相當(dāng)于成員函數(shù)中的this，傳入到該函數(shù)中
      

    • 靜態(tài)的函數(shù)（無this）

      • 由于靜態(tài)的函數(shù)中沒有this篮愉，所以只能被處理靜態(tài)的屬性

class Account{
public:
  static double m_rate;
  static void set_rate(const dounle& x){m_rate = x;};
};
double Account::m_rate = 8.0;  //對(duì)于靜態(tài)數(shù)據(jù)必須在函數(shù)外進(jìn)行定義腐芍，設(shè)置不設(shè)置初始值都可以

int main() 
{
  Account::set_rate(5.0);  //通過class name調(diào)用
  Account a;
  a.set_rate(7.0);  //通過object調(diào)用，對(duì)象的地址不會(huì)將a的地址作為this傳入函數(shù)中
}

• Singleto的設(shè)計(jì)模式（將構(gòu)造函數(shù)放在private中）

  • 懶漢模式：先創(chuàng)建好對(duì)象试躏，需要時(shí)直接返回該對(duì)象即可

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

  • 餓漢模式（Meyers Singleton）:在調(diào)用的時(shí)候才創(chuàng)建所需要的對(duì)象猪勇，由于是靜態(tài)，則內(nèi)存中式中只有一份所需要的對(duì)象

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

• class template颠蕴，類模版

  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 *);
  };
  

  {
  complex<double> c1(2.5, 1.5);
  complex<int> c2 (2, 6);
  }

• function template泣刹，函數(shù)模版

  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; 
  }
  .....
  {
    stone r1(2, 3), r2(3, 3), r3; 
    //無需明確指出，編譯器對(duì)function template進(jìn)行參數(shù)推到（argument deduction）
    //參數(shù)推倒結(jié)果犀被，T為stone项玛，于是替換所有的T為stone，調(diào)用stone::operator<
    r3 = min(r1, r2);
  }
  

• namespace：相當(dāng)于一塊封閉的空間

   namespace std
   {
     ....
   }
  

  • using directive:相當(dāng)于打開全部的封鎖

    #include <iostream.h>
    using namespace std;
    int main()
    {
        cin << ...;
        return 0;
    }
    

  • using declaration：只是用某一條的聲明

    #include <iostream.h>
    using namespace std::cout;
    int main()
    {
        std::cin << ...;
        cout<<...;
        return 0;
    }
    

• 不使用using namespace

    #include <iostream.h>
    using namespace std::cout;
    int main()
    {
        std::cin << ...;
        std::cout<<...;
        return 0;
    }