7.三大函數(shù)：拷貝構(gòu)造税迷，拷貝賦值骏融，析構(gòu)

String s3(s1);//拷貝構(gòu)造函數(shù)（s3剛剛出現(xiàn)）
String s4 = s1;//這種情況也是拷貝構(gòu)造(雖然用的'='南誊，但是S4剛剛出現(xiàn))
s3 = s2;//拷貝賦值（s3已經(jīng)出現(xiàn)）

無指針的類颓帝，不需要寫拷貝構(gòu)造和拷貝賦值瞻离。類內(nèi)帶指針饺汹，一定要寫拷貝構(gòu)造和拷貝賦值肴裙，不能用編譯器自動生成的宅静。

• 構(gòu)造函數(shù)章蚣，參數(shù)類型是自身類型，則為拷貝構(gòu)造函數(shù)姨夹。
• 拷貝賦值纤垂，重載=操作符，參數(shù)類型是自身類型磷账。
• 和構(gòu)造函數(shù)名稱相同峭沦，前面加~，是析構(gòu)函數(shù)逃糟，當(dāng)類的對象死亡的時候吼鱼，析構(gòu)函數(shù)會被調(diào)用蓬豁。

構(gòu)造函數(shù)

inline
String::String(const char* cstr = 0)
{
  if(cstr){
    m_data = new char[strlen(cstr) + 1];
    strcpt(m_data, cstr);
  }else{
    m_data = new char[1];
    *m_data = '\0';
  }
}

• c語言 字符串，以'\0'結(jié)尾菇肃，字符串長度地粪，以'\0'標(biāo)記來計算。另一種在字符串的前面有長度標(biāo)示琐谤，后面沒有結(jié)束符蟆技。
• 字符串長度為0，也要用一個字符笑跛，來保存'\0'付魔，為了析構(gòu)函數(shù)統(tǒng)一析構(gòu)，一個字符用 new char[1] 來創(chuàng)建飞蹂。
• 當(dāng)字符串長度不為0，則用strlen()計算出長度+1翻屈，用來保存最后的'\0'陈哑。

析構(gòu)函數(shù)

inline
String::~String(){
    delete[] m_data;//array delete配合 array new
}

• 析構(gòu)函數(shù)的作用，清理伸眶，cleanup惊窖。
• 離開作用域時要釋放內(nèi)存。

big three
class with pointer members 必須有 copy ctor 和 copy operator=厘贼。如果沒有使用界酒，則極易造成內(nèi)存泄露，且兩個類中的指針指向同一塊內(nèi)存嘴秸，改變A毁欣，則B也被改變。

copy ctor
inline
構(gòu)造函數(shù)岳掐，接受參數(shù)類型為本身凭疮，則為拷貝構(gòu)造函數(shù)。
深拷貝：首先創(chuàng)造足夠的空間串述，然后把內(nèi)容拷貝到新的對象中执解。
淺拷貝：則會造成兩個‘人’在‘看’同一個東西。

copy assignment operator 拷貝賦值函數(shù)
右邊的對象拷貝的左邊纲酗，左右兩邊原本都有內(nèi)容

• 1.首先要清空左邊衰腌。
• 2.然后在左邊分配和右邊一樣的空間。
• 3.再把右邊的內(nèi)容拷貝到左邊觅赊。
• 4.特別要注意右蕊，要檢測自我賦值，如果不檢測茉兰，則自身在拷貝之前就被干掉了尤泽，造成內(nèi)存錯誤。如果檢測到自我賦值，則直接返回坯约。不單單是為了效率熊咽，更是為了安全。

8.堆闹丐，棧與內(nèi)存管理

8.1.Stack和Heap

Stack

是存在于某作用于（scope）的一塊內(nèi)存空間（memory space）横殴。調(diào)用函數(shù)時，函數(shù)本身即會形成一個stack用來放置它所接收的參數(shù)卿拴，以及返回地址衫仑，以及l(fā)ocal object。

Heap

是由操作系統(tǒng)提供的一塊global內(nèi)存空間堕花，程序可以動態(tài)分配從其中獲得若干區(qū)塊文狱，new出來的，必須手動delete掉缘挽。

stack objects的生命周期

stack object瞄崇，即為local object，又稱為 auto object壕曼，生命在作用域結(jié)束之后就結(jié)束了苏研。對象的析構(gòu)函數(shù)會被調(diào)用。

static local objects的生命周期

static object腮郊，其生命在作用域結(jié)束后仍然存在摹蘑，直到整個程序結(jié)束。

global objects的生命周期

任何寫在大括號之外的對象轧飞，其生命在main函數(shù)之前就存在衅鹿，在程序結(jié)束之后才結(jié)束，作用域是“整個程序”踪少。

heap objects的生命周期

new得到的對象塘安，在使用完畢之后要delete掉。如果沒有delete援奢，則會造成內(nèi)存泄露兼犯。

8.2 new delete

new：先分配memory，再調(diào)用ctor

Complex *pc = new Complex(1, 2);

編譯器把new分解為三個動作：

• 1.分配內(nèi)存 void* mem = operator new(sizeof(Complex)); // 內(nèi)部調(diào)用malloc(n);
• 2.轉(zhuǎn)型pc = static_cast<Complex*>(mem);
• 3.構(gòu)造函數(shù)pc->Complex::Complex(1,2); // 其實(shí)際參數(shù)列表為 Complex::Complex(pc, 1, 2);

delete：先調(diào)用dtor集漾，在釋放memory

String *ps = new String("Hello");
...
delete ps;

編譯器把delete分解為兩個動作：

• 1.析構(gòu)函數(shù) String::~String(ps); // 析構(gòu)函數(shù)會delete掉String類內(nèi)部動態(tài)分配的空間
• 2.釋放內(nèi)存 operator delete(ps); // 其內(nèi)部調(diào)用free(ps)切黔；

共計兩次delete。

8.3 動態(tài)分配所得的內(nèi)存塊(memory block)

1.動態(tài)分配所得的對象

1.Complex *pc = new Complex(1, 2);

在debug模式下具篇，class的前面有32字節(jié)纬霞，后面有4字節(jié)，前后cooky各4字節(jié)驱显，cooky為0x41诗芜，共計:

8+(32+4)+(4*2)=52 -> 64

在release模式下瞳抓，class本身8個字節(jié)，前后cooky各4個字節(jié)伏恐，cooky為0x11孩哑，共計：

8+(4*2)=16 -> 16

上下cooky的作用，記錄整塊給你的大小翠桦。采用16進(jìn)制横蜒，如果是0，則代表系統(tǒng)回收销凑，如果是1丛晌，則代表系統(tǒng)給出。在vs的編譯器下斗幼，給的內(nèi)存的大小為16的倍數(shù)澎蛛，所以cooky在16進(jìn)制時最后一位一直為0，所以可以用來標(biāo)記內(nèi)存的方向蜕窿。

2.String *ps = new String("Hello");

在debug模式下瓶竭，cooky為0x31，共計：

4+(32+4)+(4*2)=48 -> 48

在release模式下渠羞，cooky為0x11，共計：

4+(4*2)=12 -> 16

2.動態(tài)分配所得的 array

array new 要搭配 array delete智哀，不然會出錯次询。

1.Complex *p = new Complex[3];

在debug模式下，cooky為0x51瓷叫，共計：

(8*3)+(32+4)+(4*2)+4=72 -> 80

在release模式下屯吊，cooky為0x31，共計：

(8*3)+(4*2)+4=36 -> 48

2.String *p = new String[3];

在debug模式下摹菠，cooky為0x41盒卸，共計：

(4*3)+(32+4)+(4*2)+4=60 -> 64

在release模式下，cooky為0x31次氨，共計：

(4*3)+(4*2)+4=24 -> 32

3.array new 一定要搭配 array delete

String *p = new String[3];
...
delete[] p; // 調(diào)用3次dtor

String *p = new String[3];
...
delete p; // 調(diào)用1次dtor

對比發(fā)現(xiàn)蔽介，整塊的內(nèi)存并沒有發(fā)生內(nèi)存泄露，因?yàn)檎麎K內(nèi)存的大小記錄在cooky當(dāng)中煮寡。如果沒有寫array delete而寫的是delete虹蓄，編譯器不知道下面有幾個對象，因此只有第一個也就是String[0]調(diào)用了dtor幸撕，其余的對象并沒有調(diào)用dtor薇组。當(dāng)調(diào)用玩dtor之后，再釋放掉整塊的內(nèi)存坐儿。由此可以發(fā)現(xiàn)律胀，如果此時的例子是Complex類的話宋光，那么由于類內(nèi)部沒有指針，所以即使用array new炭菌，但沒用array delete罪佳，也不會產(chǎn)生內(nèi)存泄露。

但是在寫代碼時娃兽，我們應(yīng)養(yǎng)成好的編碼習(xí)慣菇民，array new 一定要搭配 array delete。

9.復(fù)習(xí)String類的實(shí)現(xiàn)

• 1.防衛(wèi)式聲明

  #ifndef _MYSTRING_
  #define _MYSTRING_
  class String{
  ...
  };
  #endif
  

• 2.如何去定義內(nèi)部變量
  • 放數(shù)組投储，但是數(shù)組的大小無法確定第练。
  • 放指針，當(dāng)需要時玛荞，動態(tài)分配(new)字符串的大小,在32位的系統(tǒng)中娇掏，一個指針是4byte,放在private中。

    char *m_data;
    

• 3.ctor勋眯，放在public婴梧；

  String(const char* cstr = 0);
  

  • 只是接受字符串，不會改變客蹋，要加上const塞蹭。
• 4.class with point member：
  • copy ctor:

    String(cosnt String& str);
    

  • copy assignment operator:

    String& operator=(const String& str);
    

    • 對于copy ctor 和copy assignment函數(shù)，不會改變被拷貝的對象讶坯，所以要加上const番电。
    • 返回拷貝的對象，因?yàn)榉祷亟Y(jié)果不是放在local object中辆琅，目標(biāo)本來存在漱办，因此使用return by reference。
  • dtor:

    ~String();
    

• 5.輔助函數(shù)
  • 為了能夠cout字符串婉烟，因此需要一個函數(shù)能夠取出String類中的字符串娩井。

    char* get_c_str() cosnt { return m_data; }
    

  • 因?yàn)楹瘮?shù)簡單，直接使用inline的方式似袁。因?yàn)椴粫淖儗ο蟮某蓡T變量洞辣，因此需要加上const。
• 6.ctor叔营，copy ctor屋彪，copy assignment 都不需要加const
• 7.ctor和dtor
  • ctor

    inline //建議編譯器
    String::String(cosnt char* cstr = 0){
        if(cstr){
            //以下兩個函數(shù)為C函數(shù)，需要相應(yīng)頭文件
            m_data = new char[strlen(cstr) + 1];
            strcpy(m_data, cstr);
        }else{
            m_data = new char[1];
            *m_data = '\0';
        }
    }
    

  • dtor

    inline //建議編譯器
    String::~String(){
        delete[] m_data;
        //由于ctor使用了array new绒尊，因此這里也要使用array delete   
    }
    

  • copy ctor

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

    • inline只是建議畜挥，不能inline的話也沒關(guān)系。
  • copy assignment operator

    inline
    String& String::operator= (cosnt String& str){//此時&為reference
        //首先判斷是否自我賦值,不單單是效率問題婴谱，更是正確與否的問題蟹但。
        if(this == &str)//此時的&為取地址
            return *this;
            
        //在進(jìn)行拷貝賦值
        delete[] m_data;
        m_data = new char[strlen(str.m_data) + 1];
        strcpy(m_data, str.m_data);
        return *this;
        //傳出去值不在乎用何種方式接受
    }
    

    • 關(guān)于返回值躯泰，當(dāng)不需要連續(xù)賦值時，則不需要返回值华糖，當(dāng)需要連續(xù)賦值時麦向，則需要返回值。

    String s1, s2, s3("Hello");
    s1 = s2 = s3;
    

10.擴(kuò)展補(bǔ)充：類模板客叉，函數(shù)模板及其他

1.static

Class complex{
public:
    double real() const{
    return this->re;
    }
private:
    double re;
    double im;
};

• C++的習(xí)慣寫法

complex c1, c2, c3;
cout << c1.real();
cout << c2.real();

• 從C的角度考慮完成同上功能的寫法

complex c1, c2 ,c3;
cout << complex::real(&c1);
cout << complex::real(&c2);

同一個函數(shù)real(),之所以能處理不同對象的數(shù)據(jù)诵竭，靠的就是this point。

static data members 在內(nèi)存的單獨(dú)位置兼搏，有且只有一份卵慰。

static member functions
同樣在內(nèi)存的單獨(dú)位置，函數(shù)本身也僅僅只有一份佛呻。但是跟一般的成員函數(shù)有個區(qū)別裳朋，它沒有this point。它只能去處理靜態(tài)的數(shù)據(jù)吓著。

靜態(tài)的變量鲤嫡，在類的內(nèi)部只是生命，需要在類外部定義绑莺。類型 類名稱::變量名（初始化操作）;

調(diào)用靜態(tài)函數(shù)的方法有兩種：

• 1）通過object調(diào)用暖眼。但是this指針不會被作為參數(shù)傳入函數(shù)中。
• 2）通過class name調(diào)用纺裁。

單例模式罢荡，把ctors放在private區(qū)域。

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

外界想要使用a对扶，只能用過：getInstance()獲得。

meyers Singleton：

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

A& A::getInstance(){
    static A a;
    return a;
}

當(dāng)外界不需要使用這個類時浪南，a不會被創(chuàng)建，只有當(dāng)外界需要使用這個類漱受，調(diào)用了getInstance()函數(shù)络凿，a才會被創(chuàng)建。

2.關(guān)于cout

查看標(biāo)準(zhǔn)庫ostream代碼昂羡，重載了很多的operator<<

ostream

3.class template絮记，類模板

在類的前面加上：

template<typename T>
class complex{
...
};

用T吧具體的類代替，當(dāng)實(shí)際使用時虐先，根據(jù)實(shí)際的需要怨愤，生成具體的類代碼。

{
    complex<double> c1(2.5, 1.5); //用double代替T生成一份類的代碼
    complex<double> c2(2, 6); //用int代替T生成一份類的代碼
    
}

4.function template蛹批，函數(shù)模板

template<class T>
inline
const T& min(const T& a, const T& b){
    retuen a < b ? a : b;
}

所有比較大小都是這么操作撰洗，因此可以使用函數(shù)模板篮愉。實(shí)際比較時如何去比較，則依賴于需要比較大小的類差导。類似于這種函數(shù)试躏，稱之為算法。

{
    complex c1(1, 2), c2(3, 4), c3;
    c3 = min(c1, c2);//當(dāng)調(diào)用min()函數(shù)時设褐，編譯器會進(jìn)行實(shí)參推導(dǎo)(argument deduction)颠蕴，不必再使用的時候指定類型。
}

5.namespace

避免全局變量助析，函數(shù)以及類的同名犀被，則需要namespace，如果每個人自己頂一個namespace貌笨，則不會造成沖突弱判。

• using directive

  using namespace std;
  {
    cin >> ...;
    cout << ...;
  }
  

• using declaration

  using std::cout;
  {
    std::cin >> ...;
    cout << ...;
  }
  

• not use

  {
    std::cin >> ...;
    std::cout << ...;
  }
  

6.更多的細(xì)節(jié)，仍需努力

仍需努力的部分