堆與拷貝構(gòu)造函數(shù)

1、 UML與程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)(C+)第第4章章堆與拷貝構(gòu)造函數(shù)堆與拷貝構(gòu)造函數(shù)4.1 關(guān)于堆C+C+程序的內(nèi)存格局通常分為四個(gè)區(qū)：程序的內(nèi)存格局通常分為四個(gè)區(qū)：1.1.全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)2.2.代碼區(qū)代碼區(qū)3.3.棧區(qū)棧區(qū)4.4.堆區(qū)堆區(qū)全局變量、靜態(tài)數(shù)據(jù)、常量存放在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)；所有類(lèi)的成全局變量、靜態(tài)數(shù)據(jù)、常量存放在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)；所有類(lèi)的成員函數(shù)和非成員函數(shù)代碼存放在代碼區(qū)；為運(yùn)行函數(shù)而分配的局員函數(shù)和非成員函數(shù)代碼存放在代碼區(qū)；為運(yùn)行函數(shù)而分配的局部變量、函數(shù)參數(shù)、返回?cái)?shù)據(jù)、返回地址等存放于棧區(qū)；余下的部變量、函數(shù)參數(shù)、返回?cái)?shù)據(jù)、返回地址等存放于棧區(qū)；余下的空間作為堆區(qū)。空間作為堆區(qū)。4.

2、2 需要new和delete的原因n從C+的立場(chǎng)來(lái)看，不使用malloc()函數(shù)的原因是它在分配空間的時(shí)候不能調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。類(lèi)對(duì)象的建立包括分配空間、構(gòu)造結(jié)構(gòu)以及初始化，這些是由構(gòu)造函數(shù)統(tǒng)一完成的。void fn()Tdate * pD;pD=(Tdate *) malloc(sizeof(TDate);/free(pD); class TDatepublic:TDate(); /構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)void SetDate(int y, int m, int d);int IsLeapYear();void Print();private:int year, month, day;4.2 需要n

3、ew和delete的原因n如果構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用，則須在進(jìn)行內(nèi)存分配的malloc()調(diào)用時(shí)進(jìn)行，而malloc()僅是一個(gè)函數(shù)調(diào)用，沒(méi)有足夠的信息調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。pD從malloc()獲得只是一個(gè)含有隨機(jī)數(shù)據(jù)的類(lèi)對(duì)象空間，須在內(nèi)存分配之后再進(jìn)行初始化。void fn()Tdate * pD;pD=(Tdate *) malloc(sizeof(TDate);pD-SetDate(2011,1,1);/free(pD); 4.3 分配堆對(duì)象nC+的的new和和delete機(jī)制更簡(jiǎn)單易懂。機(jī)制更簡(jiǎn)單易懂。void fn()Tdate * pS;pS=new TDate; /分配堆空間并構(gòu)造分配堆空間并

4、構(gòu)造/delete pS; /析構(gòu)并將空間返還給堆析構(gòu)并將空間返還給堆 n如果分配局部對(duì)象，則在該局部對(duì)象退出作用域時(shí)自動(dòng)調(diào)用析如果分配局部對(duì)象，則在該局部對(duì)象退出作用域時(shí)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。但堆對(duì)象的作用域是整個(gè)程序生命期，所以除非程序構(gòu)函數(shù)。但堆對(duì)象的作用域是整個(gè)程序生命期，所以除非程序運(yùn)行完畢，否則堆對(duì)象的作用域不會(huì)到期。堆對(duì)象的析構(gòu)是在運(yùn)行完畢，否則堆對(duì)象的作用域不會(huì)到期。堆對(duì)象的析構(gòu)是在釋放堆對(duì)象語(yǔ)句釋放堆對(duì)象語(yǔ)句delete執(zhí)行之時(shí)。執(zhí)行之時(shí)。4.3 分配堆對(duì)象n如果構(gòu)造函數(shù)有參數(shù)，則如果構(gòu)造函數(shù)有參數(shù)，則new后面的類(lèi)類(lèi)型也需要相應(yīng)的參數(shù)。后面的類(lèi)類(lèi)型也需要相應(yīng)的參數(shù)。class

5、TDatepublic:TDate(int y, int m, int d)year=y; month=m;day=d;private:int year, month, day;void fn()Tdate * pD;pD=new Tdate(2011,1,1); /delete pD; nnew根據(jù)參數(shù)匹配的原則來(lái)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，如果寫(xiě)成根據(jù)參數(shù)匹配的原則來(lái)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，如果寫(xiě)成pD=new Tdate;則由于則由于TDate類(lèi)沒(méi)有提供無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)而出錯(cuò)。類(lèi)沒(méi)有提供無(wú)參的構(gòu)造函數(shù)而出錯(cuò)。4.3 分配堆對(duì)象n從堆中還可以分配對(duì)象數(shù)組從堆中還可以分配對(duì)象數(shù)組class Studentpublic

6、:Student(char * pName=“no name”)strncpy(name,pName,sizeof(name); namesizeof(name)-1=0;private:char name40;void fn(int num)Student *pS=new Studentnum;/delete pS; n構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用num次，依次構(gòu)造次，依次構(gòu)造pS0到到pSnum-1。n從堆上分配對(duì)象數(shù)組，只能調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，不能調(diào)用任何其他構(gòu)從堆上分配對(duì)象數(shù)組，只能調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，不能調(diào)用任何其他構(gòu)造函數(shù)。造函數(shù)。4.4 拷貝構(gòu)造函數(shù)n如果希望生成一個(gè)對(duì)象的副本，可以

7、創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)如果希望生成一個(gè)對(duì)象的副本，可以創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，并將現(xiàn)有對(duì)象的數(shù)據(jù)成員值賦值給新對(duì)象的相應(yīng)象，并將現(xiàn)有對(duì)象的數(shù)據(jù)成員值賦值給新對(duì)象的相應(yīng)成員。這種方法可行，但繁瑣。更好的途徑是使類(lèi)具成員。這種方法可行，但繁瑣。更好的途徑是使類(lèi)具有某種復(fù)制本類(lèi)對(duì)象的能力，這便是拷貝構(gòu)造函數(shù)有某種復(fù)制本類(lèi)對(duì)象的能力，這便是拷貝構(gòu)造函數(shù)(Copy Constructor)的功能。的功能。n拷貝構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，具有一般構(gòu)造拷貝構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，具有一般構(gòu)造函數(shù)的特點(diǎn)，其作用是用一個(gè)已經(jīng)存在的對(duì)象去初始函數(shù)的特點(diǎn)，其作用是用一個(gè)已經(jīng)存在的對(duì)象去初始化一個(gè)新的同類(lèi)對(duì)象?；粋€(gè)新的

8、同類(lèi)對(duì)象。4.4 拷貝構(gòu)造函數(shù)n可以根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的需要定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的需要定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)同類(lèi)對(duì)象之間數(shù)據(jù)成員的傳遞。如果沒(méi)有自定義類(lèi)的同類(lèi)對(duì)象之間數(shù)據(jù)成員的傳遞。如果沒(méi)有自定義類(lèi)的拷貝構(gòu)造函數(shù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造拷貝構(gòu)造函數(shù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)，其工作方式是按成員初始化函數(shù)，其工作方式是按成員初始化(memberwise initialization)，即通過(guò)依次拷貝每個(gè)非靜態(tài)數(shù)據(jù)成，即通過(guò)依次拷貝每個(gè)非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員實(shí)現(xiàn)，如果成員是類(lèi)對(duì)象，則調(diào)用其拷貝構(gòu)造函數(shù)員實(shí)現(xiàn)，如果成員是類(lèi)對(duì)象，則調(diào)用其拷貝構(gòu)造函數(shù)或者默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)。

9、或者默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)。n拷貝構(gòu)造函數(shù)的形式：拷貝構(gòu)造函數(shù)的形式：類(lèi)名類(lèi)名(類(lèi)名類(lèi)名& 對(duì)象名對(duì)象名)形參是本形參是本類(lèi)對(duì)象的類(lèi)對(duì)象的引用引用4.4 拷貝構(gòu)造函數(shù)class TPointpublic:TPoint (int x=0,int y=0)X=x;Y=y;TPoint (TPoint& p); /拷貝構(gòu)造函數(shù)拷貝構(gòu)造函數(shù)int GetX() return X;int GetY() return Y;private:int X,Y;TPoint:TPoint (TPoint &p)X=p.X;Y=p.Y;cout“拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用”endl;4.4 拷貝構(gòu)造函數(shù)n 普通

10、構(gòu)造函數(shù)在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)被調(diào)用，拷貝構(gòu)造函數(shù)在以下三種情況下會(huì)普通構(gòu)造函數(shù)在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)被調(diào)用，拷貝構(gòu)造函數(shù)在以下三種情況下會(huì)被調(diào)用：被調(diào)用：1. 用類(lèi)的一個(gè)對(duì)象去初始化該類(lèi)的另外一個(gè)對(duì)象，例如：用類(lèi)的一個(gè)對(duì)象去初始化該類(lèi)的另外一個(gè)對(duì)象，例如：void main() TPoint A(1,2); TPoint B(A); /用對(duì)象用對(duì)象A初始化對(duì)象初始化對(duì)象B，拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用，拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用 /2. 函數(shù)的形參是類(lèi)的對(duì)象，調(diào)用函數(shù)進(jìn)行形參和實(shí)參結(jié)合時(shí)，例如函數(shù)的形參是類(lèi)的對(duì)象，調(diào)用函數(shù)進(jìn)行形參和實(shí)參結(jié)合時(shí)，例如void f (TPoint p) /形參形參p用實(shí)參的值進(jìn)行構(gòu)造用實(shí)參的值進(jìn)行構(gòu)

11、造 coutp.GetX ( )endl;4.4 拷貝構(gòu)造函數(shù)3. 函數(shù)的返回值是類(lèi)的對(duì)象，函數(shù)的返回值是類(lèi)的對(duì)象，函數(shù)執(zhí)行完成返回調(diào)用者時(shí)，函數(shù)執(zhí)行完成返回調(diào)用者時(shí)，拷貝構(gòu)造函數(shù)會(huì)被調(diào)用?？截悩?gòu)造函數(shù)會(huì)被調(diào)用。TPoint g( ) TPoint A(1,2); return A;void main( ) TPoint B; B=g( );說(shuō)明說(shuō)明：函數(shù)：函數(shù)g表面上將對(duì)象表面上將對(duì)象A返回給返回給主函數(shù)，但主函數(shù)，但A是局部對(duì)象，離開(kāi)建立是局部對(duì)象，離開(kāi)建立它的函數(shù)后就消亡了，不可能在返它的函數(shù)后就消亡了，不可能在返回主函數(shù)后繼續(xù)生存，編譯系統(tǒng)在回主函數(shù)后繼續(xù)生存，編譯系統(tǒng)在處理這種情況時(shí)

12、會(huì)在主函數(shù)中創(chuàng)建處理這種情況時(shí)會(huì)在主函數(shù)中創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)的無(wú)名對(duì)象，該臨時(shí)對(duì)象一個(gè)臨時(shí)的無(wú)名對(duì)象，該臨時(shí)對(duì)象的生存期只在函數(shù)調(diào)用所處的表達(dá)的生存期只在函數(shù)調(diào)用所處的表達(dá)式中。執(zhí)行式中。執(zhí)行“return A;”時(shí)，實(shí)際時(shí)，實(shí)際上是調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)將對(duì)象上是調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)將對(duì)象A復(fù)制復(fù)制到臨時(shí)對(duì)象中。表達(dá)式到臨時(shí)對(duì)象中。表達(dá)式 B=g( );計(jì)計(jì)算完畢后，臨時(shí)對(duì)象自動(dòng)消失。算完畢后，臨時(shí)對(duì)象自動(dòng)消失。4.4 拷貝構(gòu)造函數(shù)n 一般規(guī)定，創(chuàng)建的臨時(shí)對(duì)象，只在創(chuàng)建它們的外部表達(dá)式中有效。一般規(guī)定，創(chuàng)建的臨時(shí)對(duì)象，只在創(chuàng)建它們的外部表達(dá)式中有效。Student fn()Student ms(“Randy

13、”);return ms;void main()Student &ref=fn();/. n 因?yàn)橥獠勘磉_(dá)式因?yàn)橥獠勘磉_(dá)式Student &ref=fn(); 到分號(hào)處結(jié)束，之后從到分號(hào)處結(jié)束，之后從fn()返回的臨返回的臨時(shí)對(duì)象不再有效，即時(shí)對(duì)象不再有效，即ref所引用的目標(biāo)不復(fù)存在。所引用的目標(biāo)不復(fù)存在。4.5 深拷貝和淺拷貝n 在默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)中，拷貝的方在默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)中，拷貝的方式是逐個(gè)成員依次復(fù)制。但一個(gè)對(duì)象式是逐個(gè)成員依次復(fù)制。但一個(gè)對(duì)象可能會(huì)擁有某些資源，當(dāng)構(gòu)造函數(shù)為可能會(huì)擁有某些資源，當(dāng)構(gòu)造函數(shù)為其分配了一個(gè)資源其分配了一個(gè)資源( (例如堆內(nèi)存例如堆內(nèi)存) )的時(shí)的時(shí)候，

14、如果拷貝構(gòu)造函數(shù)簡(jiǎn)單地制作了候，如果拷貝構(gòu)造函數(shù)簡(jiǎn)單地制作了一個(gè)指向該資源的副本，而不是重新一個(gè)指向該資源的副本，而不是重新分配，就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)對(duì)象擁有同一個(gè)分配，就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)對(duì)象擁有同一個(gè)資源，當(dāng)對(duì)象析構(gòu)時(shí)，資源會(huì)被返還資源，當(dāng)對(duì)象析構(gòu)時(shí)，資源會(huì)被返還兩次。這種復(fù)制對(duì)象成員，但不復(fù)制兩次。這種復(fù)制對(duì)象成員，但不復(fù)制資源的方式稱(chēng)為資源的方式稱(chēng)為淺拷貝淺拷貝。4.5 深拷貝和淺拷貝n 如果創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，分配了如果創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，分配了資源就需要定義自己的拷貝構(gòu)造資源就需要定義自己的拷貝構(gòu)造函數(shù)來(lái)改變?nèi)笔〉闹鸪蓡T拷貝的函數(shù)來(lái)改變?nèi)笔〉闹鸪蓡T拷貝的方式，不但拷貝成員，也拷貝資方式，不但拷貝成員，也拷

15、貝資源，這種方式稱(chēng)為源，這種方式稱(chēng)為深拷貝深拷貝。通常。通常，如果類(lèi)需要析構(gòu)函數(shù)來(lái)釋放資，如果類(lèi)需要析構(gòu)函數(shù)來(lái)釋放資源的話，那么它也需要一個(gè)拷貝源的話，那么它也需要一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)。4.6 無(wú)名對(duì)象n 可以直接調(diào)用構(gòu)造函數(shù)產(chǎn)生無(wú)名對(duì)象?？梢灾苯诱{(diào)用構(gòu)造函數(shù)產(chǎn)生無(wú)名對(duì)象。void fn()Student(“Randy”); /.n 無(wú)名對(duì)象可以作為實(shí)參傳遞給函數(shù)，可以用來(lái)拷貝構(gòu)造一個(gè)新對(duì)象，也無(wú)名對(duì)象可以作為實(shí)參傳遞給函數(shù)，可以用來(lái)拷貝構(gòu)造一個(gè)新對(duì)象，也可以初始化一個(gè)引用?？梢猿跏蓟粋€(gè)引用。void fn(Student & s);void main()Student &refs=

16、Student(“Randy”);Student s= Student(“Randy”);fn(Student(“Randy”);4.7 構(gòu)造函數(shù)用于類(lèi)型轉(zhuǎn)換n 轉(zhuǎn)換用戶(hù)自定義的類(lèi)類(lèi)型需要定義含有一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。轉(zhuǎn)換用戶(hù)自定義的類(lèi)類(lèi)型需要定義含有一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。class Student()public:Student(char *);/.;n 因?yàn)橛幸驗(yàn)橛蠸tudent(char *)的構(gòu)造函數(shù)，又有函數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，又有函數(shù)fn(Student & s)，于是，于是fn(“Jenny”)被被認(rèn)為是認(rèn)為是fn(Student(“Jenny”) ，予以匹配。，予以匹配。void fn(Student & s);void main()fn(“Jenny”);4.7 構(gòu)造函數(shù)用于類(lèi)型轉(zhuǎn)換n 構(gòu)造函數(shù)用于類(lèi)型轉(zhuǎn)換時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：構(gòu)造函數(shù)用于類(lèi)型轉(zhuǎn)換時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：1.只會(huì)嘗試含有一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)只會(huì)嘗試含有一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)2.如果存在二義性，則放棄嘗試如果存在二義性，則放棄嘗試class