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标准C++语言day03
一、this指针
类的成员变量单独存储在每个类对象中,成员函数存储在代码段中,所有的类对象共享一份成员函数。
成员函数是如何区别调用它的是那个类对象的?
答:借助了this指针,类的每个成员函数都有一个隐藏的参数this指针,它指向类对象。
类的构造函数中也同样有this指针,指向的就是正在构造的这个对象。
在类中(成员、构造、析构函数)对成员变量、成员函数的访问都是借助了this指针。
this指针是隐藏的,但也可以显示使用:
1、参数与成员一样时,使用this可以区别出成员变量与参数名。
2、在成员函数中如果相返回当前对象的指针、引用等,可以使用this指针实现。
3、将this指针作来函数的参数,从一个对象传递给另一个其它类对象,可以实现对象间的交互。
二、常函数
在函数的参数列表与函数体之间有const修饰的函数,这个const其实就是在修饰this指针。
不能在常函数内修改成员变量的值,普通成员函数可以调用常函数,而常函数只能调用常函数。
如果在常函数中真的需要修改某个成员变量的数据,那么需要这个成员被mutable修饰。
三、析构函数
1、特殊的成员函数
~类名(void)
{
}
没有参数、没有返回值、不能重载
2、谁来调用
析构函数会在销毁对象时自动调用,在对象整个生命周期内最多被调用一次。
3、析构函数负责什么
析构函数负责释放在构造函数期间所获取的所有资源,它的执行过程:
1、先执行析函数本身代码
2、调用成员类的析构函数
3、调用父类的析构函数
4、缺省的析构函数
如果一个类没实现析构函数,编译器会自动生成一个具有析构函数功能的二进制指令,它负责释放编译器能够看的到的资源(成员变量、类成员,父类成员),这就是缺省析构。
如果类中没有动态资源,也不需要做善后工作,缺省析构就完全够用了,不需要再实现新析构函数。
注意:缺省析构无法释放动态资源(堆内存)。
- 类对象创建过程与释放过程。 创建:分配内存(对象)->父类构造->成员构造->自己构造
父类构造:按照继承表从左到右依次构造。
成员构造:按照声明顺序从上到下依次构造。 释放:自己析构->析构成员->析构父类->释放内存(对旬)
析构成员:按照声明顺序从下到上依次析构。
析构父类:按照继承表从右到左依次析构
四、拷贝构造
拷贝构造又称为复制构造,是一种特殊的构造函数,它是使用一个现有的旧对象构造一个新的对象时调用的函数,只一个引用型的参数(对象本身)。
类名(类& )
{
}
拷贝构造的参数应该加 const 保护,但编译器并没有强行限制。
编译器会自己生成一个拷贝构造函数,它负责把旧对象中的所有数据拷贝给新创建的对象。
-
深拷贝与浅拷贝的区别: 如果类成员有指针,浅拷贝只拷贝指针变量的值,而深拷贝是拷贝指针变量所指向的目标。
-
什么情况下需要实现拷贝构造: 当类成员中有指针成员,此时默认的拷贝构造(浅拷贝)就无法完成任务,需要自己动手实现拷贝构造(深拷贝)。
-
什么情况下会调用拷贝构造:
1、使用人上旧对象给新对象赋值时 User user1 = user;2、使用对象当作函数的参数,当调用函数时就会一起调用拷贝构造。
五、赋值构造(赋值运算符)
当一类旧对象给另一个类旧对象赋值时,就会调用赋值构造.
void opeator= (类&)const Point& operator+=(Point& a,const Point& b)
{
}
什么时会调用:对象 = 对象;
编译器会生成一个缺省的赋值构造,它负责把一个对象的内存拷贝给别一个对象。
-
什么情况需要实现赋值构造: 当需要深拷贝时需要自己动手实现赋值构造,也就是拷贝构造与赋值构造需要同时实现。
编译器会自动生成四个成员函数:构造、析构、赋值构造、拷贝构造
六、关于拷贝构造、赋值构造的建议
- 1、缺省的拷贝构造、赋值构造函数不光会拷贝本类的数据,也会调用成员类对象和父类的拷贝构造和赋值构造,而不是单纯的按字节复制,因此尽量不用指针成员。
- 2、在函数参数中尽量使用类指针或引用来当参数(不要直接使用类对象),减少调用拷贝构造和赋值构造的机会,也可以降低数据传递的开销。
- 3、如果由于特殊原因无法实现完整的拷贝构造、赋值构造,建议将它们私有化,防止误用。
- 4、一旦为一个实现了拷贝构造,那么也一定要实现赋值构造。
七、静态成员
-
类成员一旦被 static修饰就会变量静态成员,而是单独一份存储在bss或data内存段中,所有的类对象共享(静态成员属于类,而不属于某个对象)。静态成员在类内声明,但必须在类外定义、初始化,与成员函数一样需要加"类名::"限定符表示它属于那个类,但不需要再额外加 static。
成员函数前也可以被 static 修饰,这种函数叫静态成员函数,这种成员没有 this 指针,因此在静态函数中不能直接访问类的成员变量、成员函数,但可以直接访问静态成员变量、静态成员函数。
静态成员变量、函数依然受访问控制限定符的影响。
因此在代码编译完成后静态成员已经定义完成(有了存储空间),因此可以不通过类对象而直接调用,类名::静态成员名。
普通成员函数中可以直接访问静态成员变量、静态成员函数。
静态成员变量可以被当作全局变量来使用(访问限定符必须是public),静态成员函数可以当作类的接口,实现对类的管理。
八、单例模式
什么是单例模式,只能创建出一个类对象(只有一实际的实例)的叫单例模式。
单例模式的应用场景:
Window系统的任务管器
Linux/Unix系统的日志系统
网站的访问计数器
服务端程序的连接池、线程池、数据池。
获取单一对象的方法:
1、定义全局(C语言),但不受控制,防君子不能防小人。
2、专门写一个类,把类的构造函数设置私用,借助静态成员函数提供一个接口以来获取唯一的实例。
C++如何实现单例:
1、禁止类的外部创建类对象:构造函数设置私有
2、类自己维护一个唯一的对象:使用静态指针指向
3、提供一个获取实例的方法:静态成员函数获取静态指针
饿汉模式:
将单例类的唯一实例对象定义为成员变量,当程序开始运行,实例对象就已经创建完成。
优点:加载进行时静态创建单例对象,线程安全。
缺点:无论使用与否,总要创建,浪费内存。
#include <iostream>using namespace std;class Singleton
{
private:Singleton(void){}static Singleton object;
public:static Singleton& get_object(void){return object; }void show(void){cout << "我是对象:" << &object << endl;}
};Singleton Singleton::object;int main()
{Singleton sig = Singleton::get_object();sig.show();Singleton sig1 = Singleton::get_object();sig1.show();
}
懒汉模式:
用静态成员指针来指向单例类的唯一实例对象,只有真正调用获取实例对象的静态接口时,实例对象才被创建。
#include <iostream>
#include <pthread.h>using namespace std;pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
class Singleton
{
private:Singleton(void) { }static Singleton* objectp;
public:static Singleton& get_object(void){if(NULL == objectp){pthread_mutex_lock(&mutex);objectp = new Singleton;pthread_mutex_unlock(&mutes);}return *objectp;}void show(void){cout << "我是对象:" << objectp << endl;}
};Singleton* Singleton:: objectp;int main()
{Singleton str = Singleton::get_object();str.show();Singleton str1 = Singleton::get_object();str1.show();
}
优点:什么时用什么时候创建,节约内存。
缺点:在第一调用访问获取实例对象的静态接口才真正创建,如果在多线操作情况下有可能被创建出多个实例对象(虽然可能性很低),存在线程不安全问题。
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