堆與拷貝構(gòu)造函數(shù)公開課一等獎省優(yōu)質(zhì)課大賽獲獎?wù)n件

UML與程序設(shè)計(C++)第4章

堆與拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)4.1關(guān)于堆C++程序內(nèi)存格局通常分為四個區(qū)：全局數(shù)據(jù)區(qū)代碼區(qū)棧區(qū)堆區(qū)全局變量、靜態(tài)數(shù)據(jù)、常量存放在全局數(shù)據(jù)區(qū)；全部類組員函數(shù)和非組員函數(shù)代碼存放在代碼區(qū)；為運行函數(shù)而分配局部變量、函數(shù)參數(shù)、返回數(shù)據(jù)、返回地址等存放于棧區(qū)；余下空間作為堆區(qū)。4.2需要new和delete原因從C++立場來看，不使用malloc()函數(shù)原因是它在分配空間時候不能調(diào)用結(jié)構(gòu)函數(shù)。類對象建立包含分配空間、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)以及初始化，這些是由結(jié)構(gòu)函數(shù)統(tǒng)一完成。voidfn(){ Tdate*pD; pD=(Tdate*)malloc(sizeof(TDate)); //… free(pD);}classTDate{public:TDate();//結(jié)構(gòu)函數(shù)voidSetDate(inty,intm,intd);intIsLeapYear();voidPrint();private:intyear,month,day;};4.2需要new和delete原因假如結(jié)構(gòu)函數(shù)被調(diào)用，則須在進行內(nèi)存分配malloc()調(diào)用時進行，而malloc()僅是一個函數(shù)調(diào)用，沒有足夠信息調(diào)用結(jié)構(gòu)函數(shù)。pD從malloc()取得只是一個含有隨機數(shù)據(jù)類對象空間，須在內(nèi)存分配之后再進行初始化。voidfn(){ Tdate*pD; pD=(Tdate*)malloc(sizeof(TDate)); pD->SetDate(,1,1); //… free(pD);}4.3分配堆對象C++new和delete機制更簡單易懂。voidfn(){ Tdate*pS; pS=newTDate;

//分配堆空間并結(jié)構(gòu) //… deletepS;//析構(gòu)并將空間返還給堆}假如分配局部對象，則在該局部對象退出作用域時自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。但堆對象作用域是整個程序生命期，所以除非程序運行完成，不然堆對象作用域不會到期。堆對象析構(gòu)是在釋放堆對象語句delete執(zhí)行之時。4.3分配堆對象假如結(jié)構(gòu)函數(shù)有參數(shù)，則new后面類類型也需要對應(yīng)參數(shù)。classTDate{public:TDate(inty,intm,intd){ year=y; month=m; day=d;private:intyear,month,day;};voidfn(){ Tdate*pD; pD=newTdate(,1,1);

//… deletepD;}new依據(jù)參數(shù)匹配標準來調(diào)用結(jié)構(gòu)函數(shù)，假如寫成pD=newTdate;則因為TDate類沒有提供無參結(jié)構(gòu)函數(shù)而犯錯。4.3分配堆對象從堆中還能夠分配對象數(shù)組classStudent{public:Student(char*pName=“noname”){ strncpy(name,pName,sizeof(name)); name[sizeof(name)-1]=‘\0’;}private:charname[40];};voidfn(intnum){ Student*pS=newStudent[num]; //… delete[]pS;}結(jié)構(gòu)函數(shù)被調(diào)用num次，依次結(jié)構(gòu)pS[0]到pS[num-1]。從堆上分配對象數(shù)組，只能調(diào)用默認結(jié)構(gòu)函數(shù)，不能調(diào)用任何其它結(jié)構(gòu)函數(shù)。4.4拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)假如希望生成一個對象副本，能夠創(chuàng)建一個新對象，并將現(xiàn)有對象數(shù)據(jù)組員值賦值給新對象對應(yīng)組員。這種方法可行，但繁瑣。更加好路徑是使類含有某種復制本類對象能力，這便是拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)(CopyConstructor)功效。拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)是一個特殊結(jié)構(gòu)函數(shù)，含有普通結(jié)構(gòu)函數(shù)特點，其作用是用一個已經(jīng)存在對象去初始化一個新同類對象。4.4拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)能夠依據(jù)實際問題需要定義拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)，以實現(xiàn)同類對象之間數(shù)據(jù)組員傳遞。假如沒有自定義類拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)，系統(tǒng)會自動生成一個默認拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)，其工作方式是按組員初始化(memberwiseinitialization)，即經(jīng)過依次拷貝每個非靜態(tài)數(shù)據(jù)組員實現(xiàn)，假如組員是類對象，則調(diào)用其拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)或者默認拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)?？截惤Y(jié)構(gòu)函數(shù)形式：類名(類名&對象名)形參是本類對象引用4.4拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)classTPoint{public: TPoint(intx=0,inty=0){X=x;Y=y;} TPoint(TPoint&p);//拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)

intGetX(){returnX;} intGetY(){returnY;}private: intX,Y;};TPoint::TPoint(TPoint&p){ X=p.X; Y=p.Y; cout<<“拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)被調(diào)用”<<endl;}4.4拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)

普通結(jié)構(gòu)函數(shù)在對象創(chuàng)建時被調(diào)用，拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)在以下三種情況下會被調(diào)用：1.用類一個對象去初始化該類另外一個對象，比如：voidmain(){TPointA(1,2);TPointB(A);//用對象A初始化對象B，拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)被調(diào)用

//…}2.函數(shù)形參是類對象，調(diào)用函數(shù)進行形參和實參結(jié)合時，比如voidf(TPointp)//形參p用實參值進行結(jié)構(gòu){cout<<p.GetX()<<endl;}4.4拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)3.函數(shù)返回值是類對象，函數(shù)執(zhí)行完成返回調(diào)用者時，拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)會被調(diào)用。TPointg(){TPointA(1,2);returnA;}voidmain(){TPointB;B=g();}說明：函數(shù)g表面上將對象A返回給主函數(shù)，但A是局部對象，離開建立它函數(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)在處理這種情況時會在主函數(shù)中創(chuàng)建一個暫時無名對象，該暫時對象生存期只在函數(shù)調(diào)用所處表示式中。執(zhí)行“returnA;”時，實際上是調(diào)用拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)將對象A復制到暫時對象中。表示式B=g();計算完成后，暫時對象自動消失。4.4拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)

普通要求，創(chuàng)建暫時對象，只在創(chuàng)建它們外部表示式中有效。Studentfn(){ Studentms(“Randy”); returnms;}voidmain(){ Student&ref=fn(); //….}

因為外部表示式Student&ref=fn();到分號處結(jié)束，之后從fn()返回暫時對象不再有效，即ref所引用目標不復存在。4.5深拷貝和淺拷貝

在默認拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)中，拷貝方式是逐一組員依次復制。但一個對象可能會擁有一些資源，當結(jié)構(gòu)函數(shù)為其分配了一個資源(比如堆內(nèi)存)時候，假如拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)簡單地制作了一個指向該資源副本，而不是重新分配，就會出現(xiàn)兩個對象擁有同一個資源，當對象析構(gòu)時，資源會被返還兩次。這種復制對象組員，但不復制資源方式稱為淺拷貝。4.5深拷貝和淺拷貝假如創(chuàng)建一個對象時，分配了資源就需要定義自己拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)來改變?nèi)笔≈鸾M員拷貝方式，不但拷貝組員，也拷貝資源，這種方式稱為深拷貝。通常，假如類需要析構(gòu)函數(shù)來釋放資源話，那么它也需要一個拷貝結(jié)構(gòu)函數(shù)。4.6無名對象

能夠直接調(diào)用結(jié)構(gòu)函數(shù)產(chǎn)生無名對象。voidfn(){ Student(“Randy”); //….}

無名對象能夠作為實參傳遞給函數(shù)，能夠用來拷貝結(jié)構(gòu)一個新對象，也能夠初始化一個引用。voidfn(Student&s);voidmain(){ Student&refs=Student(“Randy”); Students=Student(“Randy”); fn(Student(“Randy”));}4.7結(jié)構(gòu)函數(shù)用于類型轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換用戶自定義類類型需要定義含有一個參數(shù)結(jié)構(gòu)函數(shù)。classStudent(){ public: Student(char*); //….};

因為有Student(char*)結(jié)構(gòu)函數(shù)，又有函數(shù)fn(Student&s)，于是fn(“Jenny”)被認為是fn(Student(“Jenny”))，給予匹配。voidfn(Student&s);voidmain(){ fn(“Jenny”);}4.7結(jié)構(gòu)函數(shù)用于類型轉(zhuǎn)換

結(jié)構(gòu)函數(shù)用于類型轉(zhuǎn)換時要注意以下兩點：只會嘗試含有一個參數(shù)結(jié)構(gòu)函數(shù)假如存在二義性，則放棄嘗試classStudent(){public:Student(char*pName=“noname”);//….};classTeacher(){pub