类和动态内存分配

Posted 2022-10-11 adtxl

类和动态内存分配

整理自《C++ Primer Plus》

1. 动态内存和类

• 静态类成员有一个特点：无论创建了多少对象，程序都只创建一个静态类变量副本。也就是说，类的所有对象共享同一个静态成员。静态数据成员在类声明中声明，在包含类方法的文件中初始化。

• 复制构造函数用于将一个对象复制到新创建的对象中。也就是说，也就是说，它用于初始化过程中（包括按值传递参数），而不是常规的赋值过程中。按值传递意味着创建原始变量的一个副本。由于按值传递对象将调用复制构造函数，因此应该按引用传递对象。这样可以节省调用构造函数的时间以及存储新对象的空间。
  默认的复制构造函数逐个复制非静态成员（成员复制也被称为浅复制），复制的是成员的值。
  深度复制。必须定义复制构造函数的原因在于，一些类成员是使用new初始化的、指向数据的指针，而不是数据本身。

2. 在构造函数中使用new时应注意的事项

• 如果在构造函数中使用new来初始化对象的指针成员时，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，要么都带中括号，要么都不带。
• 应定义一个复制构造函数，通过深度复制将一个对象初始化为另一个对象。
• 应当定义一个赋值运算符，通过深度复制将一个对象复制给另一个对象。该方法完成这些操作：检查自我赋值的情况，释放成员指针以前指向的内存，复制数据而不仅仅是数据的地址，并返回一个指向调用对象的引用。

3. 有关返回对象的说明

• 返回指向const对象的引用
  使用const引用的常见原因是旨在提高效率，但对于何时可以采用这种方式存在一些限制。如果函数返回（通过调用对象的方法或将对象作为参数）传递给它的对象，可以通过返回引用来提高其效率。

Vector force1(50, 60);
Vector force2(10, 70);
Vector max;
max = Max(force1, force2);

// version1
Vector Max(const Vector & v1, const Vector & v2)

    if (v1.magval() > v2.magval())
        return v1;
    else
    
        return v2;
    


// version2

const Vector & Max(const Vector & v1, const Vector & v2)

    if (v1.magval() > v2.magval())
        return v1;
    else
    
        return v2;
    

说明：首先，返回对象将调用复制构造函数，而返回引用不会。因此，第二个版本所作的工作更少，效率更高。其次，引用指向的对象应该在调用函数执行时存在。第三，v1和v2都被声明为const引用，因此返回类型必须为const，这样才匹配。

• 返回指向非const对象的引用。
  两种常见的返回非const对象情形是，重载赋值运算符以及重载与cout一起使用的<<运算符。

• 返回对象
  如果被返回的对象是被调用函数中的局部变量，则不应按引用方式返回它，因为在被调用函数执行完毕时，局部对象将调用其析构函数。因此，当控制权回到调用函数时，引用指向的对象将不再存在。在这种情况下，应返回对象而不是引用。通常，被重载的算术运算符属于这一类。

• 返回const对象
  总之，如果方法或函数要返回局部对象，则应返回对象，而不是指向对象的引用。在这种情况下，将使用复制构造函数来生成返回的对象。如果方法或函数要返回一个没有公有复制构造函数的类的对象，它必须返回一个指向这种对象的引用。最后，有些方法和函数（如重载的赋值运算符）可以返回对象，也可以返回指向对象的引用，在这种情况下，应首选引用，因为其效率更高。

• 在下述情况下析构函数将被调用
  如果对象是动态变量，则当执行完定义该对象的程序块时，将调用该对象的析构函数。
  如果对象是静态变量（外部、静态、静态外部或来自名称空间），则在程序结束时调用对象的析构函数。
  如果对象是用new创建的，则仅当您显示使用delete删除对象时，其析构函数才会被调用。

• 类方法
  对于const数据成员，必须在执行到构造函数体之前，即创建对象时进行初始化。C++提供了一种特殊的语法来完成上述工作，它叫做初始化成员列表。
  成员初始化列表由逗号分隔的初始化列表组成（前面带冒号）。它位于参数列表的右括号之后、函数体左括号之前。如果数据成员的名称为mdata，并需要将它初始化为val，则初始化器为mdata(val）。只有构造函数可以使用这种初始化列表语法。不能将成员初始化列表语法用于构造函数之外的其他类方法。