[GeekBand] C++学习笔记（2）——BigThree、OOP

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本篇笔记主要分为两个部分，第一部分是以String类为例的基于对象的编程，重点在于构造与析构、拷贝构造函数、拷贝赋值函数三个重要函数。这一部分与笔记（1）中的内容结合起来就是基于对象编程的主要内容。第二部分是在掌握了基于对象编程的基础上的面向对象编程（OOP）学习，讲解了类之间的组合、继承、委托关系。

第一部分、以String类（有指针类）为例讲解关键函数“Big Three”

 1 class String
 2 {
 3 public:                                 
 4    String(const char* cstr=0);                     
 5    String(const String& str);                    
 6    String& operator=(const String& str);         
 7    ~String();                                    
 8    char* get_c_str() const { return m_data; }
 9 private:
10    char* m_data;
11 };

1. 构造函数与析构函数

　　如笔记（1）中描述的，构造函数是在对象生成时被调用的特殊函数；相应的，析构函数是变量的生命结束时被调用的特殊函数。对于Complex类的对象来说，析构函数不需要进行特殊的操作；这时，编译器会自动提供一个默认的析构函数，其函数体为空。

　　为何String类需要特殊的析构函数？　

　   首先看String类在产生时候进行了什么样的操作：

inline
String::String(const char* cstr)
{
   if (cstr) {
      m_data = new char[strlen(cstr)+1];
      strcpy(m_data, cstr);
   }
   else {   
      m_data = new char[1];
      *m_data = ‘\0‘;
   }
}

　　可以看到，在构造String类的对象时，依靠指针，运用new方法在堆中申请了一块空间。如果不采用特殊的析构函数的话，成员指针变量的生命周期已经结束，但是指针变量所申请的内存并没有被归还，从而导致内存溢出。因此，必须有相应的析构函数。析构函数的操作很简单，只需要delete [] m_data;一个操作即可。

　　需要注意的是，构造函数是先进行分配成员内存和赋初值的工作再进入函数体；而析构函数是先进入函数体执行操作，退出函数体后编译器自动归还成员变量的内存。

　　有此例可知，在构造函数中存在申请堆空间的new操作时，必须要在析构时进行delete操作。

　　2. 默认拷贝构造函数和默认拷贝赋值函数

　　所谓拷贝构造函数，是指当使用一个对象去初始化同类对象时会进行调用的函数。

　　例如：

1 String A;
2 String B(A);
3 String C = A;

　　String对象B和C产生时就调用了复制构造函数。其函数声明为

　　String(const String& str); 

  
　所谓拷贝赋值函数，就是用一个对象去给另一个对象赋值时所用到的函数，也就是‘=’运算符的运算符重载。

　　默认情况下，C++所提供的拷贝构造函数和拷贝赋值函数就是简单的位复制，将成员变量一位一位的进行复制，所有数据完全相同，称这种复制方式叫做浅复制。对于纯数据类，并不需要设计者提供拷贝构造函数和拷贝赋值函数即可，然而对于有指针的类来说，浅复制有这样的问题：

　　经过浅复制a=b，指针的地址进行了位拷贝，就会变成

　　这种情况下，堆空间下的“WORLD\0”字符串将永远不会被delete，产生内存泄露。对于拷贝构造的操作（即String b = a）；位复制不会给b多分配一个内存，但是它会导致“HELLO\0”字符串被两个指针同时指向，当其中一个析构时，指针所指向的区域被delete；剩下的指针成为了野指针。此时如果另一个也发生了析构，则此在野指针上进行delete操作，会发生内存溢出。

　　这些问题的核心就在于浅复制上，将浅复制转化为深复制，即复制时为b中的指针分配一段堆内存，然后在这段堆内存里面写上a对象的对应字符串即可。

　　3.

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