C++回顾之深浅拷贝、禁止拷贝、空类的默认成员

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a420995601 发表于 2018-12-23 01:55:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
  C++回顾之深浅拷贝、禁止拷贝、空类的默认成员
  个人见解,先谈谈浅拷贝与深拷贝之间的区别,区分它们的最大区别就是在调用完拷贝构造函数后,两个对象之间是否还存在一定的联系,如果两个对象能够完全独立,则说明是深拷贝,否则是浅拷贝。以各种教材的String类的深拷贝实现为例,下面进行说明。
  为了实现深拷贝操作,我们需要自己来构建拷贝构造函数,因为我们一旦构建了自己的拷贝构造函数,系统就不再提供默认的拷贝构造函数了。
  下面是String.h
  #ifndef _STRING_H_
  #define _STRING_H_
  class String
  {
  public:
  String(char *str=""); //带一个参数的构造函数,可传入参数如“ABC”
  ~String();
  void Display();
  String( const String &other); //拷贝构造函数
  String & operator=(const String &other); //等号赋值运算符重载
  private:
  char *str_; //String需要维护str_数据成员
  char *AllocAndCpy(char *str);
  };捕鱼游戏 星力捕鱼
  #endif
  下面是String类的具体实现,String.cpp
  #include "String.h"
  #include
  #include
  using namespace std;
  char *String::AllocAndCpy(char *str) //实施深拷贝的函数
  {
  int len = strlen(str) + 1;
  char *tmp = new char[len];
  memset( tmp, 0, len);
  strncpy(tmp, str, len );
  return tmp;
  }
  String::String( const String & other) /* : str_(other.str_) 这种方式还是浅拷贝*/
  {
  str_ = AllocAndCpy(other.str_); //函数内的实现才是真正的深拷贝,它的处理使得str_与原对象脱离了联系
  }
  String & String::operator=(const String &other)
  {
  if( this == &other)
  {
  return *this;
  }
  //销毁原有空间
  delete [] str_;
  str_ = AllocAndCpy(other.str_);
  return *this;
  }
  String::String( char *str)
  {
  str_ = AllocAndCpy(str);
  }
  String::~String()
  {
  delete [] str_;
  }
  void String::Display()
  {
  cout << str_ << endl;
  }
  上面代码中的AllocAndCpy函数是非常重要的函数,它重新分配了一块内存空间,然后将原内存的数据复制至新内存空间中,这样两个类对象之间就有各自独立的内存空间,对象之间就没有联系,这就是深拷贝。如果不这么做,直接通过str_ = other.str_实施拷贝,只是简单的复制指针的地址,这样两个类对象实际指向的是同一块内存,当两上对象的生命周期结束后,均需要释放内存空间,这样就造成了同一块内存单元被释放了两次。因为它们仅仅拷贝了“形”,而没有拷贝“本质”的数据,所以拷贝构造函数需要我们自己来重新编写。由于等号赋值重载函数需要赋值操作,实际上也是复制,所以也需要自己编写operator=函数。
  下面是测试代码,代码中也有详细的注释:
  int main(void)
  {
  String s1("AAA");
  s1.Display();
  String s2 = s1;//调用默认的拷贝构造函数,系统提供的默认拷贝构造函数实施的是浅拷贝s2.str_ = s1.str_;相同于s1,s2两个对象的str_指针指向相同的内存,当两个对象生存期结束时,都要调用析构函数,导致同一块内存被,释放了两次,故而产生错误.解决方法实施深拷贝,自己提供拷贝构造函数
  //等号运算符的重载
  String s3;
  s3.Display();
  s3 = s2; // = 号运算符,它调用的是系统默认的等号运算符,实施的也是浅拷贝,s3.str_ = s2.str_;仍然会出现同一块内存被销毁两次的情况,所以要自己提供等号运算符实施深拷贝。等价于s3.operator=(s2);
  return 0;
  }
  下面说明关于禁止拷贝的情形。在某些场合,比如设计模式中有个Singleton单例模式,即一个类只能有一个实例,就是说这个类的对象是要独一无二的,它不允许被拷贝,也不允许赋值,也就是说我们要提供禁止拷贝的功能,以下就是将一个类实施为禁止拷贝的步骤,其实很简单:
  (1)将拷贝构造函数与operator=(等号运算符重载函数)均声明为private私有访问权限
  (2)在CPP文件中不提供他们的实现
  这样,当在主程序进行拷贝复制或赋值操作时,编译将出错,因为它们没有拷贝构造函数或赋值操作的实现。只有声明,而且还是私有的。
  下面总结一下,空类默认的成员函数有6个:
  class Empty{}; //这是一个空类。
  Empty(); //默认构造函数
  Empty(const Empty &);//默认拷贝构造
  ~Empty(); //默认析构函数
  Empty & operator=(const Empty &)//默认赋值运算符
  Empty *operator&();//取地址运算符
  const Empty *operator &() const; //取地址运算符const
  下面举例说明operator&()与operator &() const的用法:
  #include
  using namespace std;
  class Empty
  {
  public:
  Empty * operator&()
  {
  cout << "AAA"<< endl;
  return *this;
  }
  const Empty *operator&() const
  {
  cout << "BBB"<<endl; </endl;
  return this;
  }
  };
  int main()
  {
  Empty e;
  Empty *p = &e; //将调用取地址运算符,等价于e.operator&()
  const Empty e2;
  const Empty *p2 = &e2; //调用的是含const的取地址运算符
  //空类的大小是1个字节,编译器将为它生成一个字生的空间
  cout << sizoef(Empty) << endl;
  return 0;

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