【C++】掌握C++类的六个默认成员函数:实现高效内存管理与对象操作(一)https://developer.aliyun.com/article/1617296
4.4 浅拷贝与深拷贝
4.4.1 浅拷贝
若未显示定义,编译器会生成默认的拷贝构造函数。默认的拷贝构造函数对象按照内存存储按字节序完成拷贝,这种拷贝叫做浅拷贝(值拷贝)
class Time { public: Time() { _hour = 1; _minute = 1; _second = 1; } Time(const Time& t) { _hour = t._hour; _minute = t._minute; _second = t._second; cout << "Time::Time(const Time&)" << endl; } private: int _hour; int _minute; int _second; }; class Date { private: // 基本类型(内置类型) int _year = 1970; int _month = 1; int _day = 1; // 自定义类型 Time _t; }; int main() { Date d1; // 用已经存在的d1拷贝构造d2,此处会调用Date类的拷贝构造函数 // 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数,则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数 Date d2(d1); return 0; }
拷贝构造是构造函数一种特殊形式,如果存在拷贝构造,编译器不会默认生成构造函数。但是可以使用函数名 = default
强制编译器生成,但是此场景在大多数在类中类。
拷贝构造对于内置类型和自定义类型处理方式:
- 内置类型按照字节方式直接拷贝
- 自定义类型是调用其他拷贝构造函数完成拷贝
4.4.2 深拷贝
既然编译器默认生成的默认拷贝构造,本身可以实现内置类型按照字节方式直接拷贝,那么自己是否还需要实现显式拷贝构造吗?
在不同场景下,有不同场景的处理办法。接下来如果继续使用浅拷贝程序就会崩溃掉,就需要使用深拷贝解决。
typedef int DataType; class Stack { public: Stack(size_t capacity = 10) { _array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType)); if (nullptr == _array) { perror("malloc申请空间失败"); return; } _size = 0; _capacity = capacity; } void Push(const DataType& data) { // CheckCapacity(); _array[_size] = data; _size++; } ~Stack() { if (_array) { free(_array); _array = nullptr; _capacity = 0; _size = 0; } } private: DataType *_array; size_t _size; size_t _capacity; }; int main() { Stack s1; s1.Push(1); s1.Push(2); s1.Push(3); s1.Push(4); Stack s2(s1); return 0; }
报错原因:从图中来看,两个对象同时指向同一块空间,当对同一块空间重复析构就会报错。
由于浅拷贝是按照字节方式直接拷贝,所以只需对于array深拷贝处理,开辟等大空间,更换指向。对此解决两个对象指向同一块空间的问题,在生命周期结束时,会自动调用对应析构函数释放资源(数据拷贝到新空间,将指向转为指向新空间)
Stack(const Stack& st) { _array = (DataType*)malloc(st._capacity * sizeof(DataType)); if (nullptr == _array) { perror("malloc申请空间失败"); return; } memcpy(_array, st._array, st._size * sizeof(DataType));//要记得把原来的数据拷贝过去 _size = st._size; _capacity = st._capacity; }
关于是否显示写拷贝构造函数
- 类中没有涉及资源申请,拷贝构造是否写都是可以
- 类中一旦涉及资源申请,拷贝构造一定要写,否则就是浅拷贝
4.5 拷贝构造函数典型调用场景
- 使用已存在对象创建新对象
- 函数参数类型为类类型对象
- 函数返回值类型为类类型对象
class Date { public: Date(int year, int minute, int day) { cout << "Date(int,int,int):" << this << endl; } Date(const Date& d) { cout << "Date(const Date& d):" << this << endl; } ~Date() { cout << "~Date():" << this << endl; } private: int _year; int _month; int _day; }; Date Test(Date d) { Date temp(d); return temp; } int main() { Date d1(2022,1,13); Test(d1); return 0; }
为了提高程序效率,一般对象传参时,尽量使用引用类型,返回时根据实际场景,能用引用尽量使用引用。
五、运算符重载
关于给函数取名这件事。如果需要实现一个函数,就需要为函数起名字,这件事情很依赖写代码人的素养。
5.1 运算符重载函数概念
C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载,运算符重载是具有特殊函数名的函数(不用我们取名字),也是具其返回值类型,函数名字以及参数列表,其返回值类型与参数列表于普通的函数类似
函数名字为:关键字operator后面接需要重载的运算符符号。
函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)
该函数注意点:
- 不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@(需要是C/C++语法中存在)
- 重载操作符必须有一个类类型参数(不能去重载运算符改变内置类型的行为)
- 用于内置类型的运算符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不能改变其含义
- 作为类成员函数重载时,其形参看起来比操作数数目少一个,因为成员函数的第一个参数为隐藏的this指针
.* :: sizeof ?: .
注意以上运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现(注意第一个不是*, *是可以重载的)- 并不是运算符都是需要重载的,需要看是否有存在的意义,参数部分需要对应顺序
5.2 运算符重载使用场景
祖师爷设置运算符重载的长期目标:自定义类型也可也使用运算符,同时这里编译器可以调用这两个对象,是原因存在this指针。但是可以更简单就是下面的写法(效果是等价的,同时注意优先级的问题)
class Date { public: Date(int year = 2024, int month = 3, int day = 9) { _year = year; _month = month; _day = day; } //private: int _year; int _month; int _day; }; bool operator==(const Date& x, const Date& y) { return x._year == y._year && x._month == y._month && x._day == y._day; } bool operator<(const Date& x, const Date& y) { if (x._year < y._year) { return true; } else if (x._year == y._year) { if (x._month < y._month) { return true; } else if (x._month == y._month) { return x._day < y._day; } } return false; };
在 C++ 中,d1 < d2
和 operator<(d1, d2)
之间,它们涉及不同的概念和语法。d1 < d2
是调用d1.operator(d2)
,operator<(d1, d2)
调用非成员函数。
5.3 访问类内成员
以上可以访问到类内成员,是由于注释了private访问限定符。如果类外面不能随便访问成员,有什么办法可以解决呢?
两种解决办法:
- 在类中提供Get函数 int Getname(){return _name};
- 在类里面定义该函数,就可以使用类内成员
这里采用第二种方式:
在类里面定义该函数,这样子该函数有隐含this指针,只需要传一个参数就行。就可以这样子写d1.operator<(d2)等价于operator(const this*d1,d2)
,同时在类内部定义就可以使用private去保护成员变量,完成了封装。
关于这两种写法都是可以的,编译器知道会调用这个函数。并且第一种写法不会转为第二种写法再调用,而是直接调用对应的函数,中间步骤省略
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