C++ Primer 课后习题详解 | 12.1.1 shared_ptr 类
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🎈 作者：Linux猿
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本篇文章是对 C++ Primer 第五版 第 12.1.1 节课后习题 12.1 ~ 12.5 的讲解。因为习题中涉及类 StrBlob，所以先将 StrBlob 类代码展示如下。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <memory>
using namespace std;
class StrBlob
public:
typedef std::vector<std::string>::size_type size_type;
StrBlob();
StrBlob(std::initializer_list<std::string> il);
size_type size() const return data->empty();
bool empty() const return data->empty();
// 添加和删除元素
void push_back(const std::string &t) data->push_back(t);
void pop_back();
// 元素访问
std::string& front();
std::string& back();
private:
std::shared_ptr<std::vector<std::string>> data;
// 如果 data[i] 不合法，抛出一个异常
void check(size_type i, const std::string &msg) const;
;
StrBlob::StrBlob(): data(make_shared<vector<string>>())
StrBlob::StrBlob(initializer_list<string> il):
data(make_shared<vector<string>>(il))
void StrBlob::check(size_type i, const string &msg) const
if (i >= data->size())
throw out_of_range(msg);
string& StrBlob::front()
// 如果 vector 为空，check 会抛出一个异常
check(0, "front on empty StrBlob");
return data->front();
string& StrBlob::back()
check(0, "back on empty StrBlob");
return data->back();
void StrBlob::pop_back()
check(0, "pop_back on empty StrBlob");
data->pop_back();
int main()
StrBlob b1;
StrBlob b2 = "a", "an", "the";
b1 = b2;
b2.push_back("about");
return 0;
一、练习 12.1
1.1 题目要求
在此代码的结尾，b1 和 b2 各包含多少个元素？
StrBlob b1;
StrBlob b2 = "a", "an", "the";
b1 = b2;
b2.push_back("about");
1.2 题目解析
在上述代码中，b2 赋值给 b1，因为 StrBlob 类中的 data 是 shared_ptr，所以 b1 和 b2 指向同一个内存空间。但是，b2 是一个局部变量，程序跳出左括号（ ‘’ ） 后 b2 会被销毁。但是，里面的元素并没有被销毁，只是指向该内存空间的引用计数减一。
所以，b1 和 b2 各包含 4 个元素。
二、练习 12.2
2.1 题目要求
编写你自己的 StrBlob 类，包含 const 版本的 front 和 back。
2.2 题目解析
添加 const 版本的 font 和 back 代码如下所示。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <memory>
using namespace std;
class StrBlob
public:
typedef std::vector<std::string>::size_type size_type;
StrBlob();
StrBlob(std::initializer_list<std::string> il);
size_type size() const return data->empty();
bool empty() const return data->empty();
// 添加和删除元素
void push_back(const std::string &t) data->push_back(t);
void pop_back();
// 元素访问
std::string& front();
const std::string &front() const; // 增加 const front !!!
std::string& back();
const std::string &back() const; // 增加 const back !!!
private:
std::shared_ptr<std::vector<std::string>> data;
// 如果 data[i] 不合法，抛出一个异常
void check(size_type i, const std::string &msg) const;
;
StrBlob::StrBlob(): data(make_shared<vector<string>>())
StrBlob::StrBlob(initializer_list<string> il):
data(make_shared<vector<string>>(il))
void StrBlob::check(size_type i, const string &msg) const
if (i >= data->size())
throw out_of_range(msg);
string& StrBlob::front()
// 如果 vector 为空，check 会抛出一个异常
check(0, "front on empty StrBlob");
return data->front();
// 新增 const front
const std::string &StrBlob::front() const
check(0, "front on empty StrBlob");
return data->front();
string& StrBlob::back()
check(0, "back on empty StrBlob");
return data->back();
// 新增 const back
const std::string &StrBlob::back() const
check(0, "back on empty StrBlob");
return data->back();
void StrBlob::pop_back()
check(0, "pop_back on empty StrBlob");
data->pop_back();
// test
void testStrBlob(StrBlob &sb)
std::cout<<"function void testStrBlob(StrBlob &sb)"<<std::endl;
try
sb.push_back("abc");
sb.push_back("def");
std::cout << "front: " << sb.front() << " back: " << sb.back() << std::endl;
sb.pop_back();
std::cout << "front: " << sb.front() << " back: " << sb.back() << std::endl;
sb.pop_back();
std::cout << "front: " << sb.front() << " back: " << sb.back() << std::endl;
catch (std::out_of_range err)
std::cerr << err.what() << " out of range" << std::endl;
catch (std::exception err)
std::cerr << err.what() << std::endl;
std::cout << std::endl;
// test const
void testStrBlob(const StrBlob &sb)
std::cout<<"void testStrBlob(const StrBlob &sb)"<<std::endl;
try
std::cout << "front: " << sb.front() << " back: " << sb.back() << std::endl;
catch (std::out_of_range err)
std::cerr << err.what() << " out of range" << std::endl;
catch (std::exception err)
std::cerr << err.what() << std::endl;
std::cout << std::endl;
void test12_2()
// 非常量测试
std::cout<<"非常量测试"<<std::endl;
StrBlob sb1;
StrBlob sb2"Hello", "World";
StrBlob sb3 = "Bye", "World";
testStrBlob(sb1);
testStrBlob(sb2);
testStrBlob(sb3);
// 常量测试
std::cout<<"常量测试"<<std::endl;
const StrBlob csb1;
const StrBlob csb2"This", "Blob";
testStrBlob(csb1);
testStrBlob(csb2);
testStrBlob("ppp", "qqq");
int main()
test12_2();
return 0;
在上述代码中，需要注意的是，在声明和定义处都要添加 const 修饰，const 修饰的成员函数是可以构成重载的，上述代码中也进行了测试。
三、练习 12.3
3.1 题目描述
StrBlob 需要 const 版本的 push_back 和 pop_back 吗？如果需要添加进去。否则，解释为什么不需要。
3.2 题目解析
首先，需要理解 const 修饰的成员函数不能修改成员变量。但是，本题中 push_back 和 pop_back 函数中改变的并不是 data 的值，而是对 data 指向的内容进行修改，所以，函数 push_back 和 pop_back 使用 const 修饰也是可以的。但是，这里不建议添加 const 修饰，因为添加上 const 有误导性，因为函数名有修改的意思，但 const 有不能修改的意思，逻辑上有矛盾！
四、练习 12.4
4.1 题目描述
在我们的 check 函数中，没有检查 i 是否大于 0。为什么可以忽略这个检查？
4.2 题目解析
因为 check 函数第一个参数的类型是 size_type，size_type 是无符号整型（unsigned），因此 size_type 会保证第一个参数一定是一个大于等于 0 的整数，即使传入一个负数，例如：
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
typedef std::vector<std::string>::size_type size_type;
void check(size_type i)
std::cout<<"i = "<<i<<std::endl;
int main()
check(-1);
上述代码输出为：
i = 18446744073709551615五、练习 12.5
5.1 题目描述
我们未编写接受一个 initializer_list explicit 参数的构造函数。讨论这个设计策略的优点和缺点。
5.2 题目解析
本题首先需要理解 explicit 的作用，explicit 用于防止构造函数进行隐式转换，如果添加 explicit，将阻止从 initializer_list 到 StrBlob 的转换。那么，优点和缺点就很明显了。
优点：
（1）可以使用赋值将初始化器列表分配给 StrBlob 对象；
（2）可以将初始值设定项列表传递给需要 StrBlob 参数的函数，说白了就是从 initializer_list 到 StrBlob 的转换。
缺点：
（1）有时我们可能会忽略编译器进行的隐式转换，这可能会导致错误。
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以上是关于C++ Primer 课后习题详解 | 12.1.1 shared_ptr 类的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
C++ Primer 课后习题详解 | 2.1.2 类型转换