C++学习5：详解带指针的类（侯捷String类为例）
同不带指针的类一样，防卫式声明、前置声明都要有。然后进行类的定义、函数（成员函数和全局函数）的声明和定义。
这部分内容的大体框架和不带指针的类相同，可以参考：C++学习4：详解不带指针的类（侯捷Complex类为例）。下面就不同之处加以剖析。
1 代码部分
1.1 main函数
为了清楚看出与不带指针的类主要的不同之处，下面请直接看main函数：
int main()
{
String s1();
String s2("hello");
String s3(s1); //第一次出现，为了构造：拷贝构造
cout << s3 << endl;
s3 = s2; //第二次出现，为了赋值：拷贝赋值
cout << s3 << endl;
}
可见，这里有两个主要的操作：拷贝构造、拷贝赋值。其所做的工作很简单：就是一个bit一个bit的进行复制及赋值，Complex类中没有定义，这时编译器会给它一套，所以也有。我们要在有指针的类中自己定义拷贝构造和拷贝赋值，因为默认的那一套拷贝一个指针，只是单纯的指向了一个位置，不是真正的构造，故会出现问题。所以默认的版本不一定够用，起到的效果并不是我们期望的。
因此：只要类中带有指针，一定要自己写出拷贝构造和拷贝赋值操作！
1.2 类的定义
class String
{
public:
String(const char* cstr = 0); //构造函数
String(const String& str); //拷贝构造函数 -> 1
String& operator= (const String& str); //拷贝赋值函数 -> 2
~String(); //析构函数 -> 3
char* get_c_str() const { return m_data; }
private:
char* m_data;
};
设计方案：因为不确定其字符串的大小，故让字符串里面拥有一根指针，需要内存的时候才去创建。这种动态分配的方式要更好些，把这跟指针放在private里面。
get_c_str()函数：传回一个char类型的指针，并没有改变这个类中的数据，所以加上了const（详见最上方链接）。
Big Three：
1、拷贝构造函数：首先是构造函数，以自己类型名作为函数无返回值。但他接受的是和自己类型相同的东西。如本例中参数也是String类型，这就是拷贝构造。
2、拷贝赋值函数：对赋值操作符进行重载，可见这是个赋值的操作。但他接受的也是和自己类型相同的东西。如本例中参数也是String类型，这就是拷贝赋值。
3、析构函数：当这个类的对象死亡的时候（如离开其作用域时），会被调用。
1.3 函数的定义
inline
String::String(const char* cstr = 0)//拷贝构造函数，默认初始值为0，即若没有则为0
{
if (cstr)
{
m_data = new char[strlen(cstr) + 1];
strcpy(m_data, cstr);
}
else
{
m_data = new char[1];
*m_data = '\0';
}
}
inline
String::~String()//析构函数
{
delete[] m_data;
}
inline
String& String::operator=(const String& str)//拷贝赋值，这里有个隐藏的第一参数this
{
if (this == &str)//&在对象前面故这里是取地址，不是引用(&在对象后面)
return *this;
delete[] m_data;
m_data = new char[strlen(str.m_data) + 1];
strcpy(m_data, str.m_data);
return *this;
}
ostream& operator<<(ostream& os, const String& str)
{
os << str.get_c_str();
return os;
}
以上就是全部的定义。要注意，有构造函数就要有析构函数。析构过程如下例（这里还有一种新的创建方法）：
{
String s2("hello");
String *p = new String("world");
delete p;
}
s2在离开花括号时就自动调用了析构函数~String()，但这里必须要delete掉p。具体delete的原因见本文第3部分。
2 类中带指针必须有copy_ctor和copy_op=的原因
String s2(s1);//s2是新创建出来的，用构造函数，故用拷贝构造
String s2 = s1;//s2是有的，要把s1指向的内容拷贝赋给s2，故用拷贝赋值
2.1 拷贝构造
以下两条语句表示，a这个指针指向“hello”，b这个指针指向“world”。
如果用默认版本的拷贝赋值，将a指向的值赋给b，则根据bit对bit的赋值，结果是：b的指针指向a的指针所指的位置。
String a("hello");
String b("world");
这种情况称为“浅拷贝”造成的后果：
1、“world”这个位置内存泄漏
2、a和b指向相同位置，对指针a的操作直接影响这段内存，b也会受到影响。如a改为“HELLO”，b也变成“HELLO”，出现“别名”现象。
3、两个指针指向一个内存，如果free掉一个，另一个变成野指针，非常危险。
深拷贝：做到真正的拷贝，就是前面定义的那种拷贝构造和拷贝赋值：
拷贝构造：以s1为蓝本，构造和s1相同的s2，而且在不同的内存空间。
2.2 拷贝赋值
把要被赋值的内存先清空，然后分配一段和要赋值的内容一样大的空间，最后把应该存入的东西存进去。
1、检测自我赋值（功力深厚）；
2、先delete掉自己。
3、再开辟空间。
4、最后拷贝进去。