c++面向?qū)ο笾畬ο蟮馁x值詳解
對象初始化：構(gòu)造函數(shù)和復(fù)制構(gòu)造函數(shù)
在設(shè)計一個類時，往往要設(shè)計構(gòu)造函數(shù)。一般對象的初始化使用構(gòu)造函數(shù)初始化，如果沒有構(gòu)造函數(shù)則會使用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。還可以用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)來通過一個已有對象初始化一個新的對象。設(shè)計一個類來表現(xiàn)對象的初始化，復(fù)制構(gòu)造，以及賦值。
在Stack.hpp頭文件中聲明類的成員。
//Stack.hpp
#pragma once
class Stack {
public:
Stack(int max_size);
~Stack();
//復(fù)制構(gòu)造函數(shù)
Stack(const Stack& s);
bool IsEmpty() const;
bool IsFull() const;
void Push(int data);
void Pop();
int Top() const;
private:
int* buffer_;
int* top_;
int capacity_;
};在Stack.cpp中實現(xiàn)類中的方法。包括有一個表示大小的參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)，拷貝構(gòu)造函數(shù)，?？?，棧滿的判斷函數(shù)，以及Push、Pop、Top等方法。
//Stack.cpp
#include "Stack.hpp"
#include <iostream>
Stack::Stack(int max_size) :
capacity_(max_size),
//buffer_(new int[max_size]),
buffer_(static_cast<int*>(std::malloc(sizeof(int) * max_size))),
top_(buffer_) {}
Stack::~Stack() {
std::free(buffer_);
}
Stack::Stack(const Stack& s) :
capacity_(s.capacity_),
buffer_(static_cast<int*>(std::malloc(sizeof(int) * s.capacity_))),
top_(buffer_ - s.buffer_ + s.top_) {
std::memcpy(buffer_, s.buffer_, sizeof(int) * s.capacity_);
}
bool Stack::IsEmpty() const {
return top_ <= buffer_;
}
bool Stack::IsFull() const {
return top_ >= buffer_ + capacity_;
}
void Stack::Push(int data) {
if (this->IsFull())
throw "Stack is full!";
*top_++ = data;
}
void Stack::Pop() {
if (this->IsEmpty())
throw "Stack is Empty!";
top_--;
}
int Stack::Top() const {
if (this->IsEmpty())
throw "Stack is Empty!";
return *(top_ - 1);
}在主函數(shù)前引用Stack.hpp頭文件。創(chuàng)建一個s1對象并push兩個值，在使用拷貝構(gòu)造復(fù)制s1創(chuàng)建對象s2。確認(rèn)s1和s2的棧頂相等。在s2中push一個新的值，s1和s2的棧頂變得不相等。
創(chuàng)建新的對象s3，再使用類默認(rèn)的賦值運算符重載給s3賦值為s1。這樣的賦值會把棧中的指針屬性的地址直接復(fù)制到新的對象。在給 s3 push 了新的值之后，s1、s3的 top_ 屬性變得不相等，但是s1、s3的buffer卻指向同一區(qū)域，在程序結(jié)束調(diào)用析構(gòu)時會重復(fù)釋放同一塊內(nèi)存造成報錯。
//OverloadAssignment
#include <iostream>
#include "Stack.hpp"
int main() {
Stack s1(16);
s1.Push(1);
s1.Push(2);
Stack s2 = s1; //調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)
std::cout << "s1 top: " << s1.Top() << std::endl;
std::cout << "s2 top: " << s2.Top() << std::endl;
s2.Push(3);
std::cout << "s2 pushed 3" << std::endl;
std::cout << "s1 top: " << s1.Top() << std::endl;
std::cout << "s2 top: " << s2.Top() << std::endl;
Stack s3(16);
s3 = s1; //調(diào)用賦值運算符重載
std::cout << "s3 top: " << s3.Top() << std::endl;
//觀察報錯信息，s3的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用了兩次，說明s3和s1指向了同一塊內(nèi)存區(qū)域，導(dǎo)致內(nèi)存被重復(fù)釋放了。
}雖然能夠正常輸出所有結(jié)果，但是在程序結(jié)束后析構(gòu)對象時由于重復(fù)釋放相同空間引發(fā)報錯。
s1 top: 2 s2 top: 2 s2 pushed 3 s1 top: 2 s2 top: 3 s1 top: 2 s3 top: 2 s3 pushed 3 s1 top: 2 s3 top: 3
針對報錯，copilot的分析：
簡短結(jié)論（錯誤） 程序在 std::free(buffer_) 處觸發(fā)斷點/崩潰。根本原因是對象復(fù)制后發(fā)生了淺拷貝——s3 = s1; 使用了編譯器生成的默認(rèn)賦值運算符（類聲明只有拷貝構(gòu)造函數(shù)，未定義 operator=），導(dǎo)致 s1 和 s3 共享同一 buffer_ 指針，程序結(jié)束時兩次釋放同一內(nèi)存（double free/堆破壞），因此 free 拋出異常/斷點。
為什么會發(fā)生（<200字） Stack 定義了自定義拷貝構(gòu)造函數(shù)（會分配新緩沖區(qū)），但沒有自定義拷貝賦值運算符，編譯器生成的默認(rèn) operator= 做逐成員賦值，把 buffer_ 指針從 s1 拷貝到 s3（淺拷貝）。當(dāng)兩個對象析構(gòu)時會重復(fù)釋放同一塊內(nèi)存或在賦值后原對象的緩沖區(qū)被提前釋放或覆蓋，導(dǎo)致堆損壞，free 崩潰。
重載賦值運算符
如果需要對自定義對象賦值，就需要重載賦值運算符。
在Stack.hpp中聲明重載賦值運算符的函數(shù)。并在Stack.cpp中完成。
//重載賦值運算符
//函數(shù)的返回值是一個引用，指向當(dāng)前對象。在s3 = s2 = s1;這樣的鏈?zhǔn)劫x值中，s2 = s1的結(jié)果是s2的引用，然后s3 = s2實際上是s3 = (s2 = s1)，因此s3最終也會得到s1的值。
Stack& Stack::operator =(const Stack& s) {
//給自己賦值
if (this == &s)
return *this;
//釋放原有資源
std::free(buffer_);
capacity_ = s.capacity_;
buffer_ = static_cast<int*>(std::malloc(sizeof(int) * s.capacity_));
top_ = buffer_ - s.buffer_ + s.top_;
std::memcpy(buffer_, s.buffer_, sizeof(int) * s.capacity_);
return *this;
}賦值函數(shù)的返回值是一個引用，指向當(dāng)前對象。在s3 = s2 = s1;這樣的鏈?zhǔn)劫x值中，s2 = s1的結(jié)果是s2的引用，然后s3 = s2實際上是s3 = (s2 = s1)，因此s3最終也會得到s1的值。
再去運行之前的主函數(shù)，就不會發(fā)生重復(fù)釋放內(nèi)存的報錯了。
這樣的賦值函數(shù)參數(shù)是自己的類型，如果不手動實現(xiàn)會隱含一個默認(rèn)的方法。這樣的賦值函數(shù)叫做拷貝賦值函數(shù)。與拷貝構(gòu)造函數(shù)相似，都是傳遞一個自身的const引用類型。
除了拷貝賦值函數(shù)也存在一般的賦值函數(shù)，以一個復(fù)數(shù)類為例：
class Complex {
public:
Complex(double r, double i) : real_(r), imag_(i) {};
Complex& operator =(double r) {
real_ = r;
imag_ = 0.0;
return *this;
}
private:
double real_, imag_;
};隱式構(gòu)造
除此之外，如果類中沒有聲明賦值函數(shù)，但是存在有一個參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，也可以用隱式構(gòu)造的方法使用等號給對象賦值。
class Complex {
public:
Complex(double r) : real_(r), imag_(0.0) {};
Complex(double r, double i) : real_(r), imag_(i) {};
public:
double real_, imag_;
};
int main() {
Complex c1(1, 2);
//使用了隱式構(gòu)造函數(shù)
Complex c2 = 45.0;
//使用了隱式構(gòu)造函數(shù)
c1 = 4;
std::cout << c1.real_ << " + " << c1.imag_ << "i" << std::endl;
std::cout << c2.real_ << " + " << c2.imag_ << "i" << std::endl;
return 0;
}如果不希望使用隱式構(gòu)造，可以在構(gòu)造函數(shù)前加explicit關(guān)鍵字，explicit翻譯是明確的、不加掩飾的，計算機(jī)中是顯式的意思，加上explicit的構(gòu)造函數(shù)無法被隱式調(diào)用。
比如在Stack類中構(gòu)造函數(shù)可以被隱式調(diào)用，但是這種用法意義不明確，如果不希望實現(xiàn)這種用法可以在構(gòu)造函數(shù)前加上explicit。
class Stack {
public:
explicit Stack(int max_size);
//……
int main (){
Stack st(16);
st = 20; //會報錯
}比如在復(fù)數(shù)類中同時定義了另一個構(gòu)造函數(shù)，此時使用隱式構(gòu)造會產(chǎn)生歧義導(dǎo)致程序無法運行，可以把這個有兩個參數(shù)且有初值的構(gòu)造函數(shù)指定為explicit。
class Complex {
public:
Complex(double r) : real_(r), imag_(0.0) {};
explicit Complex(double r = 0, double i = 0) : real_(r), imag_(i) {};
public:
double real_, imag_;
};
int main() {
Complex c1(1, 2);
//使用了隱式構(gòu)造函數(shù)
Complex c2 = 45.0;
//使用了隱式構(gòu)造函數(shù)
c1 = 4;
std::cout << c1.real_ << " + " << c1.imag_ << "i" << std::endl;
std::cout << c2.real_ << " + " << c2.imag_ << "i" << std::endl;
return 0;
}這樣可能沒什么意義，因為給了初值的構(gòu)造函數(shù)可以用單個參數(shù)隱式構(gòu)造也可以用多個參數(shù)隱式構(gòu)造。
class Complex {
public:
Complex(double r = 0, double i = 0) : real_(r), imag_(i) {};
public:
double real_, imag_;
};
int main() {
Complex c1(1, 2);
//使用了隱式構(gòu)造函數(shù)
Complex c2 = 45.0;
//使用了隱式構(gòu)造函數(shù)
c1 = 4;
std::cout << c1.real_ << " + " << c1.imag_ << "i" << std::endl;
std::cout << c2.real_ << " + " << c2.imag_ << "i" << std::endl;
//使用多個參數(shù)的隱式構(gòu)造
c1 = { 45, 56 };
std::cout << c1.real_ << " + " << c1.imag_ << "i" << std::endl;
return 0;
}到此這篇關(guān)于c++面向?qū)ο螅簩ο蟮馁x值的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c++對象的賦值內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
相關(guān)文章
因為c++字符串沒有split函數(shù)，所以字符串分割單詞的時候必須自己手寫，也相當(dāng)于自己實現(xiàn)一個split函數(shù)吧！下面跟小編一起來看看如何實現(xiàn)這個功能。2016-08-08
Linux UDP服務(wù)端和客戶端程序的實現(xiàn)
這篇文章主要介紹了Linux UDP服務(wù)端和客戶端程序的實現(xiàn)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-05-05
這篇文章主要介紹了C++內(nèi)存管理，C++標(biāo)準(zhǔn)委員會給我們提供了auto_ptr智能指針，后面又引入了share_ptr以及weak_ptr幫助我們正確和安全的使用指針，本文主要是介紹boost庫提供的解決方案,需要的朋友可以參考一下2022-01-01
C++入門基礎(chǔ)之命名空間、輸入輸出和缺省參數(shù)
C++入門基礎(chǔ)篇的內(nèi)容為C++的基本特性,只有在掌握C++的基本特性后,是進(jìn)入后面類和對象學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C++入門基礎(chǔ)之命名空間、輸入輸出和缺省參數(shù)的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2023-01-01
這篇文章主要介紹了C++ 中const修飾虛函數(shù)實例詳解的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2017-06-06
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C語言基于圖形庫實現(xiàn)雙人貪吃蛇，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2022-05-05
這篇文章主要介紹了C++ bitset用法，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2021-08-08
C語言數(shù)組按協(xié)議存儲與按協(xié)議解析數(shù)據(jù)的實現(xiàn)
今天小編就為大家分享一篇關(guān)于C語言數(shù)組按協(xié)議存儲與按協(xié)議解析數(shù)據(jù)的實現(xiàn)，小編覺得內(nèi)容挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，具有很好的參考價值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧2018-12-12
這篇文章主要介紹了C++中的Lambda表達(dá)式及表達(dá)式語句，表達(dá)式這個概念在C++中屬于比較細(xì)節(jié)的知識了，很多時候我們只用知道怎么用，對于編譯器內(nèi)部怎么處理我們并不關(guān)心；并且關(guān)于左值和右值這個概念，也是C++比較深的一個小知識點,需要的朋友可以參考一下2021-12-12
本文主要介紹了C++11 智能指針的具體使用，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2021-08-08