笔记:Linux环境C++语言复习（4）
2024-07-02 05:20:29
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- 16. this指针和常函数
- 16.1 this指针
- 必须显式使用this指针的场景
- 16.2 常函数
- mutable关键字
- 常函数的调用规则
- Q：常函数与同名非常函数可以构成关系吗？
- 17. 析构函数
- 17.1 析构函数调用时机
- 17.2 缺省析构函数
- 17.3 有成员子对象的对象的构造函数、析构函数调用时机
- 18. 拷贝构造函数和拷贝赋值
- 18.1 拷贝构造函数
- 浅拷贝构造函数、深拷贝构造函数
- 18.2 拷贝赋值
- 类数据类型对象拷贝赋值机制
16. this指针和常函数
16.1 this指针
定义：类的构造函数和成员函数都隐藏了一个该类数据类型的指针参数
class giraffe{giraffe(void){}//实际形式：giraffe(giraffe *this){}void func(const string &name){}//实际形式：void func(const string &name, giraffe *this){}
};
this指针特点：
- 在构造函数或者成员中访问该类的其他成员，都是通过this指针完成的
- 对于普通成员函数，this指针就指向调用该函数的对象
- 对于构造函数，this指针指向正在被构造的对象
#include <iostream>
using namespace std;#ifndef THIS
class animal{public:animal(const char *name, int weight):m_str_name(name), m_i_weight(weight){cout << m_str_name << endl;cout << m_i_weight << endl;} void func(void){cout << m_str_name << " is " << m_i_weight << " kg " << endl;}
private: string m_str_name;int m_i_weight;
};
#endif #ifdef THIS
class animal{
public: animal(const char *name, int weight/* ,animal *this*/):m_str_name(name), m_i_weight(weight){//对于构造函数，this指针指向正在被构造的对象cout << this -> m_str_name << endl;//类成员函数访问内部成员，实质是通过this指针访问的cout << this -> m_i_weight << endl;cout << "animal::animal(const char *,int)中的this = " << this << endl;} void func(void/*animal * this*/){//对于普通成员函数，this指针就指向调用该函数的对象cout << this -> m_str_name << " is " << this -> m_i_weight << " kg " << endl;cout << "animal::func()中的this = " << this << endl;} private: string m_str_name;int m_i_weight;
};
#endif int main(void){ animal giraffe("giraffe",65);cout << "&giraffe:" << &giraffe << endl;giraffe.func();//实质类似调用func(&giraffe); return 0;
}
编译输出结果：
Desktop Linraffe$ g++ constructor.cpp -o constructor//编译隐藏this指针版本
Desktop Linraffe$ constructor
giraffe
65
&giraffe:0x7ffeeb8b7968
giraffe is 65 kg
-------------------
Desktop Linraffe$ g++ constructor.cpp -o constructor -D THIS//编译显示this指针版本
Desktop Linraffe$ constructor
giraffe
65
animal::animal(const char *,int)中的this = 0x7ffee9487968
&giraffe:0x7ffee9487968
giraffe is 65 kg
animal::func()中的this = 0x7ffee9487968
必须显式使用this指针的场景
- 区分作用域，当函数的参数和成员变量的名字相同时，需要使用this指针区分两者
#include <iostream>
using namespace std;class animal{public:animal(const string name, int weight){/* name = name;weight = weight;试图初始化成员变量，但是形式参数名和成员变量名冲突*///通过this指针区分作用域，解决同名冲突this -> name = name;this -> weight = weight;}void func(void){cout << name << " is " << weight << " kg " << endl; }
private: string name; int weight;
}; int main(void){ animal giraffe("giraffe",65);giraffe.func();//实质类似调用func(&giraffe);return 0;
}
- 从成员函数中返回调用对象的自身(返回自引用)
#include <iostream>
using namespace std;class A{public:A(int num = 0){m_i_num = num;}void print(void){cout << m_i_num << endl;}A &add(void){// A &add(A *this)m_i_num++;return *this;//返回自引用}private:int m_i_num;
};int main(void){A A_a;//以无参构造创建对象，此时A_a.m_i_num == 0;A_a.print();A_a.add().add().add().add();//add返回子引用，相当于返回调用对象自身,此时A_a.m_i_num == 4;A_a.print();return 0;
}
- 从类的内部销毁对象自身，在堆区创建对象后要销毁对象，并且希望直接在类的内部就能实现销毁的操作(自销毁)时，需要用到this指针
#include <iostream>
using namespace std;class A{public:A(void){}void destory(){//自销毁成员函数cout << "自销毁" << endl;delete this;}
};int main(void){A *A_p = new A;//在堆区创建一个A类对象A_p -> destory();//和delele A_p;作用相同 return 0;
}
16.2 常函数
定义：在一个普通的成员函数的形参表后面加const关键字，这个函数就称为常函数。
常函数形式：
返沪类型 函数名(形参表)const{函数体}
如：void *func(const string &name)const {...}
常函数特点：
常函数中this指针是一个常指针，即，不能在常函数中修改成员变量的值，常函数可以防止函数以外修改对象的成员变量值
#include <iostream>
using namespace std;class A{public: A(int num = 517){m_i_num = num;}
#ifdef CONSTvoid print(void)const{//定义常函数cout << m_i_num++ << endl;//试图打印成员函数值的同时修改成员函数的值}
/*上面的函数可以理解为以下形式：void printf(const A *this){//常函数的this指针用const修饰cout << ++(this -> m_i_num) << endl;//显然，const修饰的this指针指向的对象存储单元中的内容不可修改} //因此，会报错
*/
#endifvoid print(void){//函数试图打印成员函数值的同时修改成员函数的，对于一个打印函数显然不合理cout << m_i_num++ << endl;} private:int m_i_num;
};int main()
{A A_a;A_a.print();A_a.print();return 0;
}
编译执行结果：
Desktop Linraffe$ g++ constfunc.cpp -o constfunc//编译非常函数版本
Desktop Linraffe$ constfunc
517
518
--------------------
Desktop Linraffe$ g++ constfunc.cpp -o constfunc -D CONST//编译常函数版本
constfunc.cpp:11:24: error: cannot assign to non-static data member within const member function 'print'cout << m_i_num++ << endl;//试图打印成员函数值的同时修改成员函数的值~~~~~~~^
constfunc.cpp:10:10: note: member function 'A::print' is declared const herevoid print(void)const{//定义常函数~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~
1 error generated.
注意：
只有不对成员变量值作出修改的成员函数才适合被定义为常函数；类似构造函数、析构函数等会对成员变量值作出修改的函数都不能声明为常函数
mutable关键字
根据定义，常函数不能修改成员变量的值，但是如果存在一个场景必须在常函数中对某个成员变量值作出修改，该如何解决？引入mutable关键字
用法：
在希望可以在常函数中修改值的成员变量声明处最前面加上mutable关键字
class A{public:A(int num = 109):m_i_num(num){}void func(void)const{//常函数m_i_num = 517;//m_i_num是mutable修饰的成员变量在常函数中允许被修改}
private:mutable int m_i_num;//使用mutable修饰的成员变量在常函数中允许被修改
}
修改上一节的代码：
#include <iostream>
using namespace std;class A{public:A(int num = 517):m_i_num(num){} void print(void)const{//定义常函数cout << m_i_num++ << endl;//试图打印成员函数值的同时修改成员函数的值 }
private: mutable int m_i_num;
}; int main()
{ A A_a; A_a.print(); A_a.print();return 0;
}
编译执行结果：
Desktop Linraffe$ constfunc
517
518
以上，说明mutable关键字修饰的成员变量在常函数中允许被修改
常函数的调用规则
#include <iostream>
using namespace std;class A{public://void func_nornal(A *this){...}void func_normal(void){cout << "A::func_normal" << endl;} //void func_const(const A *this){...}void func_const (void)const{cout << "A::func_const" << endl;}
};int main()
{const A cA_a;//定义A类常对象A nA_b;//定义A类非常对象//常对象调用常函数cA_a.func_const();//func_const(&cA_a);实参赋值给形式参数过程：const A *this = &cA_a;完全匹配//常对象调用非常函数cA_a.func_normal();//func_normal(&cA_a);实参赋值给形式参数过程：A *this = &cA_a;将常对象赋值给非常对象，扩大了形式参数的权限，不安全，会报错 //非常对象调用常函数nA_b.func_const();//func_const(&nA_b);实参赋值给形式参数过程：const A *this = &nA_b;将非常对象赋值给常对象，缩小了形式参数的权限，安全//非常对象对用非常函数nA_b.func_normal();//func_normal(&nA_b);实参赋值给形式参数过程：A *this = &nA_b;将非常对象赋值给非常对象，完全匹配，安全return 0;
}
编译输出结果：
Desktop Linraffe$ g++ constfunc.cpp -o constfunc
constfunc.cpp:24:5: error: 'this' argument to member function 'func_normal' has type 'const A', but function is not marked constcA_a.func_normal();//func_normal(&cA_a);实参赋值给形式参数过程：A *this = &cA_a;将常对象赋值给非常对象，扩大了形式参数的权限，不安全，会报错^~~~
constfunc.cpp:7:10: note: 'func_normal' declared herevoid func_normal(void){^
1 error generated.
和预期的一样，编译cA_a.func_normal();时报错
总结以上代码:
非常对象既可以调用常函数也可以调用非常函数；
常对象只能调用调用常函数，不能调用非常函数；
// 通过数据安全性记忆
Q：常函数与同名非常函数可以构成关系吗？
class A{public://void func_nornal(A *this){...}void func(void){} //void func_const(const A *this){...}void func(void)const{}
};
按照本专题10.1.1对函数重载关系条件的定义，以上代码中两个成员函数满足1）相同作用域 2）函数同名，但是不满足3）形式参数表不同，按理来说不能构成承载关系，但是实际编译时，编译器会把以上两个函数的形式参数表替换为以下形式：
void func_nornal(A *this){...}
void func_const(const A *this){...}
此时，满足了条件3）不同形式参数表
因此，常函数与同名非常函数可以构成关系，且常对象调用常版本，非常对象调用非常版本
17. 析构函数
析构函数形式：
class 类名{~类名(void){函数体}//析构函数
};
析构函数特点：
- 析构函数是类中特殊的成员函数
- 没有返回类型，也没有参数，不能被重载(因为没有参数，缺少构成函数重载的条件)，一个类只能有一个析构函数，痛构造函数一样，一个类数据的对象被销毁时必然会调用析构函数，也仅能调用一次
- 主要负责清理对象在构造是所分配的动态资源
#include <iostream>
using namespace std;class Integer{public:Integer(int num):m_pi_num(new int(num)){cout << "Integer::Integer(int)" << endl;}//在堆区开辟空间/*等价于:Integer(int num){m_pi_num = new int(num);}*/~Integer(void){cout << "Integer::~Integer(void)" << endl;delete m_pi_num;//释放堆区内存m_pi_num = NULL;};private:int * m_pi_num;
};int main(void){Integer i(517); return 0;
}
编译执行结果：
Desktop Linraffe$ deconstructor
Integer::Integer(int)
Integer::~Integer(void)
以上，在进程退出前析构函数被自动调用，并释放堆区内存
17.1 析构函数调用时机
- 对于栈对象，析构函数被 ‘}’ (作用域终止运算符) 调用
#include <iostream>
using namespace std;class A{public:~A(void){cout << "Integer::~Integer(void)" << endl;};
};int main(void){{A A_a;//在栈区创建A类对象} //'}'为作用域终止运算符，A_a的析构函数应该被作用域终止运算符调用cout << "还未执行return" << endl;return 0;
}
编译执行结果：
Desktop Linraffe$ deconstructor
Integer::~Integer(void)
还未执行return
以上输出验证了栈区对象析构函数是被‘}’，而不是return
- 对于栈对象，析构函数被delete/delete[]运算符调用
#include <iostream>
using namespace std;class A{public:~A(void){cout << "Integer::~Integer(void)" << endl;};
};int main(void){A * pA = new A;delete pA;pA = NULL;cout << "还未执行return" << endl;return 0;
}
编译输出结果：
Desktop Linraffe$ deconstructor
Integer::~Integer(void)
还未执行return
以上输出结果验证了堆区对象析构函数是被delete/delete[]调用的
- 全局对象，析构函数在进程结束前被调用
17.2 缺省析构函数
定义：如果一个类没有显式定义析构函数，那么编译器为该类提供缺省的析构函数
缺省析构函数特点： //对比缺省构造函数
- 对于内置类型成员变量，什么都不做
- 对于类数据类型成员变量(成员子对象)，调用对应类的析构函数
17.3 有成员子对象的对象的构造函数、析构函数调用时机
#include <iostream>
using namespace std;class A{public:A(void){cout << "A::A(void)" << endl;}~A(void){cout << "A::~A(void)" << endl;};
};class B{//B类没有显式定义无参构造函数和析构函数//编译器会提供缺省的无参构造和析构函数
public:B(void){cout << "B::B(void)" << endl;}~B(void){cout << "B::~B(void)" << endl;}A m_A_a;
};int main(void){B B_b;//创建B类对象B_b时，会先以无参形式构造成员子对象m_A_a;return 0;
}//执行作用域终止运算符时会调用B的析构函数析构B_b对象//之后再调用A类的析构函数析构B_b的成员子对象m_A_a
编译执行结果：
A::A(void)
B::B(void)
B::~B(void)
A::~A(void)
以上，可以看到，对于含有类数据类型成员变量(成员对象)的对象的创建与销毁过程，调用构造、析构函数的时机为：
- 调用成员子对象的构造函数
- 调用自身的构造函数
- 调用自身的析构函数
- 调用成员子对象的析构函数
就像拼装高达一样，每个零件都拼好了，最后才拼成一个完成的塑料小人；只有你确定要拆掉这个完整的塑料小人，之后再一步步把每个部件拆掉（符合逻辑，可以这么记忆
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