📔 第 12 章类和动态内存分配学习笔记

👉【复习题】【编程练习题】¶

1. 动态内存和类¶

C++中使用 new 和 delete 运算符来动态控制内存，析构函数不可缺少，否则会导致很多新的编程问题的出现。有时必须重载赋值运算符，从而保证程序正常运行。

1.1 静态类成员¶

静态类成员的特点：无论创建多少个对象，程序都只创建一个静态类变量副本（类的所有对象共享同一个静态成员）。

不能在类声明中初始化静态成员变量（声明描述了如何分配内存，但不分配内存）。可以在类声明之外单独使用单独语句来进行初始化（静态成员变量是单独存储，而不属于对象的组成部分）。

⚠️注意：静态数据成员在类声明中声明，在包含类方法的文件中的初始化。初始化时使用作用域运算符来指出静态成员所属的类。但如果静态成员是整型或枚举型const，则可以在类声明中初始化。

⚠️警告：在构造函数中使用new来分配内存时，必须在相应的析构函数中使用delete来释放内存。如果使用 new[] （包括中括号）来分配内存，则应使用delete[]（包括中括号）来释放内存。

自动存储对象被删除的顺序与创建顺序相反。

静态成员函数的声明中必须包含关键字 static，但如果函数定义是独立的，则其中不能包含关键字static。原因有二：

不能通过对象调用静态成员函数，甚至不能使用this指针。
静态成员函数不与特定的对象相关联，只能使用静态数据成员。

1.2 特殊成员函数¶

C++提供的隐式成员函数：

默认构造函数，如果没有定义构造函数

如果没有提供任何构造函数，C++将创建默认构造函数。
1
StringBad::StringBad() {} // 隐式默认构造函数
编译器将提供一个不接受任何参数、也不执行如何操作的构造函数（默认的默认构造函数）。
默认析构函数，如果没有定义
复制构造函数，如果没有定义
- 定义
  
  复制构造函数用于将一个对象复制到新创建的对象中。用于初始化过程中（包括按值传递），而不是常规的赋值过程。类的复制构造函数的原型如下：
  1
  Class_name(const Class_name &); //接收一个指向对象的常量引用作为参数
- 何时调用？
  
  每当程序生成对象副本时，编译器都会使用复制构造函数。常见的情况：
  - 当函数按值传递对象时
  - 当函数返回对象时
  - 当编译器生成临时对象时
- 默认的复制构造函数的功能
  
  默认的复制构造函数逐个复制非静态成员（成员复制，也称为浅拷贝），复制的是成员的值。
  
  ⚠️警告：如果类中包含了使用new初始化的指针成员，应当定义一个拷贝构造函数，以复制指向的数据，而不是指针。这种称为深拷贝。浅拷贝只拷贝指针值（拷贝指针信息）
赋值运算符，如果没有定义
- 定义和原型函数
  
  C++允许类对象赋值，通过自动为类重载复制运算符来实现。函数原型如下：
  1
  Class_name & Class_name::operator=(const Class_name &);
- 赋值运算符的作用
  
  解决默认赋值运算符不合适导致的问题。
- 实现复制运算符（进行深拷贝）的注意点：
  - 目标对象可能引用以前分配的数据，所以函数应使用 delete[] 来释放数据。
  - 函数应当避免将对象赋值给自身：否则给对象重新赋值时，释放内存操作可能删除对象的内存。
  - 函数返回一个指向调用对象的引用。
地址运算符，如果没有定义

当使用一个对象来初始化另一个对象时，编译器将自动生成复制构造函数（创建对象的一个副本）。例如：

StringBad(const StringBad &)

2. 在构造函数中使用new时的注意事项¶

使用new初始化对象的指针成员时必须小心。具体做法如下：

如果在构造函数中使用new来初始化指针成员，则应在析构函数中使用delete。
new 和 delete必须相互兼容。new对应于delete，new[] 对应于 delete[]
如果有多个构造函数，则必须以相同的方式使用 new，要么带括号，要么都不带。
定义一个拷贝构造函数，通过深拷贝将一个对象初始化为另一个对象。

3. 返回对象的问题¶

当成员函数或独立的函数返回对象时，有3种返回方式

指向对象的引用
指向对象的const引用
const对象

4. 使用指向对象的指针¶

使用对象指针时的注意事项

使用常规表示法来声明指向对象的指针。
将指针初始化为指向已有的对象。
可使用 new 来初始化指针，创建一个新的对象。
对类使用 new 将调用相应的类构造函数来初始化新创建的对象。
可使用 -> 运算符通过指针访问类方法。
可对对象指针应用解除引用运算符来获得对象。

2. 队列模拟¶

待更新

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