C++--智能指针逻辑操作符的陷阱

Posted 2022-02-06

一.智能指针

内存泄漏(C++主要的Bug来源)
1.动态申请堆空间，用完后不归还
2.C++语言中没有垃圾回收机制
3.指针无法控制所指堆空间的生命周期
代码示例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test

    int i;
public:
    Test(int i)
    
        this->i = i;
    
    int value()
    
        return i;
    
    ~Test()
    
    
;

int main()

    for(int i=0; i<5; i++)
    
        Test* p = new Test(i);

        cout << p->value() << endl；
    

    return 0;

运行的结果如图所示

可以看出输出结果如预期一样，但是指针在申请了内存之后没有进行释放，但当出现大量的数据时，程序会崩溃
智能指针的需求与目的
1.需要一个特殊的指针
2.指针生命周期结束时主动释放堆空间
3.一片堆空间最多只能有一个指针标识
4.杜绝指针运算何指针比较
解决方案
1.重载指针特征操作符(->)
2.只能通过类的成员函数重载
3.重载函数不能使用参数
4.只能定义一个重载函数
代码示例

#include <iostream>
#include <string>
//智能指针的实现
using namespace std;

class Test

    int i;
public:
    Test(int i)
    
        cout << "Test(int i)" << endl;
        this->i = i;
    
    int value()
    
        return i;
    
    ~Test()
    
        cout << "~Test()" << endl;
    
;

class Pointer

    Test* mp;
public:
    Pointer(Test* p = NULL)
    
        mp = p;
    
    Pointer(const Pointer& obj)
    
        mp = obj.mp;
        const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL;
    
    Pointer& operator = (const Pointer& obj)
    
        if( this != &obj )
        
            delete mp;
            mp = obj.mp;
            const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL;
        

        return *this;
    
    Test* operator -> ()
    
        return mp;
    
    Test& operator * ()
    
        return *mp;
    
    bool isNull()
    
        return (mp == NULL);
    
    ~Pointer()
    
        delete mp;
    
;

int main()

    Pointer p1 = new Test(0);

    cout << p1->value() << endl;

    Pointer p2 = p1;

    cout << p1.isNull() << endl;

    cout << p2->value() << endl;

    return 0;

运行的结果如图所示

可以看到，指针在在对堆空间使用完之后，会自动释放内存
小结
1.指针特征操作符可以被重载
2.重载指针特征符能够使用对象代替指针
3.智能指针只能用于指向堆空间中的内存
4.智能指针的意义在于最大程度的避免内存问题

二.逻辑操作符的陷阱

A.逻辑运算符的原生语义
1.操作数只有两种值(true与false)
2.逻辑表达式不用完全计算就能确定最终值
3.最终结果只能是true或者false
代码示例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int func(int i)

    cout << "int func(int i) : i = " << i << endl;

    return i;


int main()

    if( func(0) && func(1) )
    
        cout << "Result is true!" << endl;
    
    else
    
        cout << "Result is false!" << endl;
    

    cout << endl;

    if( func(0) || func(1) )
    
        cout << "Result is true!" << endl;
    
    else
    
        cout << "Result is false!" << endl;
    

    return 0;

Q:逻辑操作符可以重载吗？重载逻辑操作符有什么意义？
代码示例及结果

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test

    int mValue;
public:
    Test(int v)
    
        mValue = v;
    
    int value() const
    
        return mValue;
    
;

bool operator && (const Test& l, const Test& r)

    return l.value() && r.value();


bool operator || (const Test& l, const Test& r)

    return l.value() || r.value();


Test func(Test i)

    cout << "Test func(Test i) : i.value() = " << i.value() << endl;

    return i;


int main()

    Test t0(0);
    Test t1(1);

    if( func(t0) && func(t1) )
    
        cout << "Result is true!" << endl;
    
    else
    
        cout << "Result is false!" << endl;
    

    cout << endl;

    if( func(1) || func(0) )
    
        cout << "Result is true!" << endl;
    
    else
    
        cout << "Result is false!" << endl;
    

    return 0;

可以从代码及运行结果可以看出，无论逻辑操作符是否更换两端顺序，都会对两端数据进行运算
B.问题的本质分析
1.C++通过函数调用扩展操作符功能
2.进入函数体前必须完成所有参数的计算
3.函数参数的计算次序是不定的
4.短路法则完全失效
建议：实际工程开发中避免重载逻辑操作符，通过重载比较操作符代逻辑操作符重载，直接使用成员函数代替逻辑操作符重载，使用全局函数对逻辑操作符重载
小结
1.C++从语法上支持逻辑操作符重载
2.重载后的逻辑操作符不满足短路法则
3.工程开发中不要重载逻辑操作符
4.通过重载比较操作符替换逻辑操作符重载
5.通过专用成员函数替换逻辑操作符重载