C++笔记-Day3(this,构造,析构,静态成员,单例模式)

Day3

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

成员函数如何区别调用它的是哪个类对象？

this指针,类的每一个成员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)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,但也可以显式使用

1. 参数与成员一样时,使用this可以区别成员变量名,参数名
2. 在成员函数中所如果想返回当前对象的指针,引用等,可以使用this指针实现
3. 将this指针作为函数的参数从一个对象传递给另一个其他类的对象,可以实现对象间的交互

常函数

在函数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,不能在常函数修改成员变量的值,普通的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一个成员变量的数据,那么需要这个数据被mutable修饰

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. 函数调用

   • 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. 先执行析构函数本身代码
     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

   • 如果一个类中没有实现析构函数,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)者就是缺省析构
   • 如果一个类没有动态资源,也步需要做善后工作,缺省析构就完全够用了,不需要再实现析构函数
   • 缺省析构无法释放动态资源(堆内存)

   作用 类对象创建过程与释放过程

   创建:分配内内存(对象)->父类构造->成员构造->自己的构造

   父类构造:安照继承表从左至右依次构造

   成员构造:按照声明的顺序,从上至下依次构造

   释放:自己析构->析构成员->析构父类->释放内存(对象)

   析构成员:按照声明顺序从上到下一次析构

   析构父类:按照继承表从左到右一次析构

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对象来构造一个新的对象,只有一个引用型参数(对象本身)

类名(类& )
{

}

• 拷贝构造的参数应该加const保护,但是编译器没有限制

• 编译器会自动生成一个拷贝构造函数,负责把旧对象中的所有数据拷贝给新创建的对象

• 深/浅拷贝的区别

  • 如果类成员中有指针,浅拷贝只拷贝指针变量的值,而深拷贝拷贝指针变量的目标,容易造成重复释放

• 什么情况下需要实现拷贝构造

  • 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,需要自己实现拷贝构造(深拷贝)

• 什么情况下会调用拷贝构造

  1. 使用一个旧对象给新对象赋值时
  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(不想的话可以使用引用传参)

赋值构造(赋值运算符)

• 当一个旧类对象给另一个旧类对象赋值时就会调用赋值构造

void/*User&*/ operator = (类&)//参数最好加const
{
    /*return *this;*/
    //"/**/内的可支持连续赋值user1 = user2 = user3;"
}
User& operaor = (const User& that)
{
    if(this != &that)//防止自己给自己赋值
    {
        delete name[];
        name = new char[strlen(that.name)+1];
        strcpy(name,that.name);
    }
    return *this;
    /*方法2
    User temp(that);
    swap(name,temp.name);

    */
}

• 什么时候会调用: 对象 = 对象
• 编译器会生成一个缺省的复制构造,它负责把一个对象的内衬拷贝给另一个对象
• 什么情况下需要赋值构造
  • 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

编译器会自动生成的4大函数

• 构造
• 析构
• 拷贝构造
• 赋值构造

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的拷贝构造和赋值构造,而不是单纯的按字节赋值,因此尽量少用指针成员
2. 函数参数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和赋值构造,建议将它们私有化,防止误用
4. 一旦为一个类实现了拷贝构造,那么也一定要实现赋值构造,反之亦然

静态成员

• 类成员一旦被static修饰,就会变成静态成员,单独存储再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,单必须在类外定义,初始化,与成员函数一样需要加类名::限定符表示它属于哪个类,但不需要再额外加static
• 成员函数也可以被static修饰,这种叫静态成员函数,这种成员函数没有this指针,因此在静态成员函数中不能直接访问类成员和成员函数,但可以直接访问静态成员变量和静态成员函数
• 静态成员变量函数依然受访问控制限定符的影响
• 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

单例模式

只能创建出一个对象(实例)的类

• 单列模式的引用场景
  • win的任务管理器
  • Linux/UNIX的日志管理器
  • 网站的连接计数器
  • 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),但这种定义不受控制,防君子不防小人
  2. 专门写一个类,把类的构造函数设置私有,借助静态成员函数提供一个接口,以此来获取唯一的实例
• 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实例:使用静态指针指向
  3. 提供一个获取该实例的方法: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,当程序开始运行时,实例对象旧已经创建完成

    • 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

  • 懒汉模式

    用静态成员指针来指向但例类的唯一实例对象,只有真正调用获取实例的静态接口时,实例对象才被创建

    • 优点 什么时候用什么时候建,节约内存
    • 缺点 在第一次调用获取实例对象接口时,真正创建,在多线程操作下有可能同时创建多个实例对象(可能性很低),存在线程不安全问题

singleton.cpp
#include 
using namespace std;
class Singleton
{
private://阻止创建
    Singleton(void)
    {

    }
    static Singleton object;
public:
    static Singleton& get_object(void)//未实例化前给外部调用
    {
        return object;
    }
    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();

}

#include 
using namespace std;
class Singleton
{
private:
    Singleton(void){ }
    static Singleton* objectp;
public:
    static Singleton& get_object(void)
    {
        if(NULL == objectp)
        {
            objectp = new Singleton;
        }
        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();

}

总结一下C/C++有哪些不同点

内存管理 static const void* new/delete malloc/free
字符串