今日分享 – C++深拷贝与浅拷贝,初始化列表,对象成员,静态成员相关分析

深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题,也是常见的一个坑

浅拷贝:简单的赋值拷贝操作

深拷贝:在堆区重新申请空间,进行拷贝操作

示例:

class Person {
public:
	//无参(默认)构造函数
	Person() {
		cout << "无参构造函数!" << endl;
	}
	//有参构造函数
	Person(int age ,int height) {
		
		cout << "有参构造函数!" << endl;

		m_age = age;
		m_height = new int(height);//使用new创建堆区数据,需要人为释放,new出来的东西是等到整个进程结束了才会自动释放。如果这个对象已经销毁,而这个类里没有析构函数却恰恰有个指针,自动释放的是栈区的变量,而不是堆区的,那么这个地址就没有指针指向它,就造成了内存泄漏。
		
	}
    
		//如果不利用深拷贝在堆区创建新内存,会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题: p1在进行有参初始化时,在堆区申请了一个空间,p1的height指针就指向这个空间,p2在进行拷贝初始化时使用的是编译器提供的浅拷贝,浅拷贝是对成员变量的简单赋值,指针传递的是地址,所以p2的height指针=p1的height指针,即两个height指针指向堆区的同一个地址,函数test01结束后,p1和p2把同一个空间释放了两次,所以程序崩了。
    //既然编译器的浅拷贝不好用就自己写拷贝构造函数:
	//拷贝构造函数  
	Person(const Person& p) {
		cout << "拷贝构造函数!" << endl;
		m_age = p.m_age;
        //m_height = p.m_height;编译器的默认代码:浅拷贝。
		m_height = new int(*p.m_height);
		
	}

	//析构函数
	~Person() {
		cout << "析构函数!" << endl;
		if (m_height != NULL)//指针只是起了操作堆区的工具作用,指针地址p1创建后存在,被p2复制后也存在于p2,两个类的指针地址都不为NULL,但是p1析构时却已经将堆区释放了一次了,p2会再次释放相同于p1地址指向于p1地址指向的堆区,是非法的。
		{
			delete m_height;
		}
	}
public:
	int m_age;
	int* m_height;
};

void test01()
{
	Person p1(18, 180);

	Person p2(p1);

	cout << "p1的年龄: " << p1.m_age << " 身高: " << *p1.m_height << endl;

	cout << "p2的年龄: " << p2.m_age << " 身高: " << *p2.m_height << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结:如果属性有在堆区开辟的(例如本案例:m_height = new int(height);),一定要自己提供拷贝构造函数,防止浅拷贝带来的问题。

PS:

使用new创建堆区数据,需要人为释放,new出来的东西是等到整个进程结束了才会自动释放。如果这个对象已经销毁,而这个类里没有析构函数却恰恰有个指针,自动释放的是栈区的变量,而不是堆区的,那么这个地址就没有指针指向它,就造成了内存泄漏。

如果不利用深拷贝在堆区创建新内存,会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题: p1在进行有参初始化时,在堆区申请了一个空间,p1的height指针就指向这个空间,p2在进行拷贝初始化时使用的是编译器提供的浅拷贝,浅拷贝是对成员变量的简单赋值,指针传递的是地址,所以p2的height指针=p1的height指针,即两个height指针指向堆区的同一个地址,函数test01结束后,p1和p2把同一个空间释放了两次,所以程序崩了。

初始化列表

作用:

C++提供了初始化列表语法,用来初始化属性

语法:构造函数():属性1(值1),属性2(值2)... {}

示例:

class Person {
public:

	////传统方式初始化
	//Person(int a, int b, int c) {
	//	m_A = a;
	//	m_B = b;
	//	m_C = c;
	//}

	//初始化列表方式初始化:
	Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}//留出代码空间{}写其他的代码。
	void PrintPerson() {
		cout << "mA:" << m_A << endl;
		cout << "mB:" << m_B << endl;
		cout << "mC:" << m_C << endl;
	}
private:
	int m_A;
	int m_B;
	int m_C;
};

int main() {

	Person p(1, 2, 3);
	p.PrintPerson();


	system("pause");

	return 0;
}

类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象,我们称该成员为 对象成员

例如:

class A {}
class B
{
    A a;
}

B类中有对象A作为成员,A为对象成员

那么当创建B对象时,A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后?构造A构造B,析构B,析构A。

示例:

class Phone
{
public:
	Phone(string name)
	{
		m_PhoneName = name;
		cout << "Phone构造" << endl;
	}

	~Phone()
	{
		cout << "Phone析构" << endl;
	}

	string m_PhoneName;

};


class Person
{
public:

	//初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数
	Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
	{
		cout << "Person构造" << endl;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person析构" << endl;
	}

	void playGame()
	{
		cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;
	}

	string m_Name;
	Phone m_Phone;

};
void test01()
{
	//当类中成员是其他类对象时,我们称该成员为 对象成员
	//构造的顺序是 :先调用对象成员的构造,再调用本类构造
	//析构顺序与构造相反
	Person p("张三" , "苹果X");
	p.playGame();

}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static,称为静态成员

静态成员分为:

  • 静态成员变量
    • 所有对象共享同一份数据
    • 在编译阶段分配内存
    • 类内声明,类外初始化
  • 静态成员函数
    • 所有对象共享同一个函数
    • 静态成员函数只能访问静态成员变量

示例1 :静态成员变量

class Person
{
	
public:

	static int m_A; //静态成员变量

	//静态成员变量特点:
	//1 在编译阶段分配内存,就是在exe运行前(代码区,全局区)就分配内存了,分配到全局区。
	//2 类内声明,类外初始化(即必须有初始值,否则无法访问这块内存)
	//3 所有对象共享同一份数据

private:
	static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;
//静态成员变量不属于某个对象上,所有对象共享一份数据,因此静态成员变量有两种访问方式。


void test01()
{
	//静态成员变量两种访问方式

	//1、通过对象(非静态成员变量只能通过类名的方法访问)
	Person p1;
	p1.m_A = 100;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;

	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;

	//2、通过类名(静态成员变量独有)
	cout << "m_A = " << Person::m_A << endl;


	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

示例2:静态成员函数

class Person
{

public:

	//静态成员函数特点:
	//1 程序共享一个函数
	//2 静态成员函数只能访问静态成员变量
	
	static void func()
	{
		cout << "func调用" << endl;
		m_A = 100;
		//m_B = 100; //错误,不可以访问非静态成员变量。
        //解释一:静态static成员函数它只属于类本身不属于每一个对象实例,独立存在。非静态成员,仅当实例化对象之后才存在。静态成员函数产生在前,非静态成员函数产生在后,静态函数无法访问一个不存在的东西。
        //解释二:静态成员函数 不可以访问非静态成员变量,因为访问的时候不知道修改的是哪个对象的。由于m_A不属于某一个对象上的,所以可以访问。
	}

	static int m_A; //静态成员变量
	int m_B; // 
private:

	//静态成员函数也是有访问权限的
	static void func2()
	{
		cout << "func2调用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 10;


void test01()
{
	//静态成员变量两种访问方式

	//1、通过对象
	Person p1;
	p1.func();

	//2、通过类名
	Person::func();


	//Person::func2(); //私有权限访问不到
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

正文完