GeekBand笔记: C++面向对象高级编程（2）

构造函数（constructor）

控制类的对象初始化过程的函数，任务是初始化类对象的数据成员。

构造函数和类名一样
构造函数没有返回值
构造函数不能声明为const，因为构造过程需要写值

默认构造函数（default constructor）

隐式定义

编译器创建的默认构造函数，又称为合成的默认构造函数（synthesized default constructor）
只有当类没有声明任何构造函数时，编译器才会自动生成默认构造函数。
一旦定义了其他的构造函数，除非显式定义默认构造函数，否则类将没有默认构造函数

隐式定义初始化data member方式的优先顺序

类内初始值（in-class initializer） C++11支持为data member提供初始值
默认初始化（default initialized）由变量类型决定。

三大函数(Big Three)

拷贝控制操作(copy control) 包括：

拷贝复制构造函数(copy constructor)
拷贝赋值运算符(copy assignment operator)
析构函数(destructor)

拷贝构造函数(copy constructor)

如果类没有显式定义, 则编译器生成一个默认的合成拷贝构造函数(synthesized copy constructor)，浅拷贝的。
- 和合成的默认构造函数(synthesized default constructor)不同，合成拷贝构造函数(synthesized copy constructor)即使在定义了其他构造函数，编译器也会生成。
其他构造函数 ==> 直接初始化：函数匹配实现
- 如果是子类时，会先调用父类的构造函数（由里到外）
拷贝构造函数 ==> 拷贝初始化：右侧对象（这里是传入参数）拷贝到正在创建的对象中
- 如果是子类时，也会先调用父类的构造函数（由里到外）
- 但是拷贝构造函数要考虑将父类的成员数据也进行拷贝（直接调父类的拷贝构造函数）

Rectangle::Rectangle(const Rectangle& other)
        : Shape(other), _width(other._width), _height(other._height) // 拷贝构造函数注意要拷贝父类的成员，应该调用父类的拷贝构造函数
{
    if (other._leftUp) {
        _leftUp = new Point(*other._leftUp);
    } else {
        _leftUp = nullptr;
    }
}

拷贝赋值运算符(copy assignment operator)

没有显示定义，编译器会生成一个合成拷贝赋值运算符(synthesized copy-assignment operator)
拷贝赋值运算符应该要返回一个指向其左操作数的引用。
- 标准库通常要求容器中的类型要具有赋值运算符，且其返回值是左操作数的引用
注意检测自我赋值(self assignment)。否则会出错(指针成员指向的数据会被delete)！
和拷贝构造函数类似，拷贝赋值也要拷贝父类的成员数据。

inline Rectangle&
Rectangle::operator = (const Rectangle& other)
{
    if (this == &other) {
        return *this;
    }

    this->_width = other._width;
    this->_height = other._height;

    if (other._leftUp) {
        delete this->_leftUp;
        this->_leftUp = new Point(*other._leftUp);
    } else {
        this->_leftUp = nullptr;
    }

    Shape::operator=(other); // 注意要调用父类的赋值拷贝函数，用于对象的父类成员数据的赋值

    return *this;
}

析构函数(destructor)

没有显示定义，编译器会生成一个合成析构函数(synthesized destructor)
析构函数不接受任何参数，不能被重载。一个类只有一个析构函数
先执行函数体(函数体不直接销毁成员,一般是用来释放动态分配的内存)；在随后的析构阶段，销毁data member
销毁data member时发生什么依赖于data member的类型。内置类型没有析构函数，什么也不做；类类型成员则执行自己的析构函数。

三大拷贝控制操作总结

class with pointer 一定要定义三大函数。否则就是默认合成函数实现的浅拷贝（只拷贝指针的值），这样会出现内存泄露等问题。
需要析构函数，一定需要拷贝和赋值操作
需要拷贝操作，也一定需要复制操作，反之亦然。但是可能不需要析构函数。

内存管理

new 和 delete

new, 编译器转化为三个动作

1. void * mem = operator new (sizeof(String))  //内部调用malloc
2. ps = static_cast(mem);  //转换类型
3. ps->String::String("hello");  //构造函数

delete, 编译器转化为两个动作

1. String::~String(ps);
2. operator delete(ps); //内部调用free(ps)

array new 一定要搭配 array delete，否则可能会造成内存泄露。

string * p = new string[3];
...
delete[] p; // 唤起三次 destructor

动态分配的内存模型

动态分配一个对象: Complex * p = new Complex();

00000011
complex(8bytes)
00000011

分配的内存大小为：4*2 + 8 = 16

动态分配一个数组: Complex * p = new Complex[3];

00000031
3
complex(8bytes)
complex(8bytes)
complex(8bytes)
00000011

分配的内存大小为：42 + 83 + 4 = 36 ==> 48(必须为16的进位)

上下两个00000011是cookie。表示整个内存块的长度是16(00000010)字节，且目前是占用状态(00000001)
如果内存最小分块为16bytes（和cpu arch有关），则刚好不需要pad，否则要pad直到为16的倍数。