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 C++/C编程规范(9.5-9.9)----林  锐2007-04-10 21:22:00

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9.5 不要轻视拷贝构造函数与赋值函数

       由于并非所有的对象都会使用拷贝构造函数和赋值函数,程序员可能对这两个函数有些轻视。请先记住以下的警告,在阅读正文时就会多心:

u       本章开头讲过,如果不主动编写拷贝构造函数和赋值函数,编译器将以“位拷贝”的方式自动生成缺省的函数。倘若类中含有指针变量,那么这两个缺省的函数就隐含了错误。以类String的两个对象a,b为例,假设a.m_data的内容为“hello”,b.m_data的内容为“world”。

现将a赋给b,缺省赋值函数的“位拷贝”意味着执行b.m_data = a.m_data。这将造成三个错误:一是b.m_data原有的内存没被释放,造成内存泄露;二是b.m_dataa.m_data指向同一块内存,ab任何一方变动都会影响另一方;三是在对象被析构时,m_data被释放了两次。

 

u       拷贝构造函数和赋值函数非常容易混淆,常导致错写、错用。拷贝构造函数是在对象被创建时调用的,而赋值函数只能被已经存在了的对象调用。以下程序中,第三个语句和第四个语句很相似,你分得清楚哪个调用了拷贝构造函数,哪个调用了赋值函数吗?

String  a(hello);

String  b(world);

String  c = a;  // 调用了拷贝构造函数,最好写成 c(a);

c = b; // 调用了赋值函数

本例中第三个语句的风格较差,宜改写成String c(a) 以区别于第四个语句。

9.6 示例:类String的拷贝构造函数与赋值函数

    // 拷贝构造函数

    String::String(const String &other)

    {  

// 允许操作other的私有成员m_data

    int length = strlen(other.m_data); 

    m_data = new char[length+1];

    strcpy(m_data, other.m_data);

}

 

// 赋值函数

    String & String::operate =(const String &other)

    {  

        // (1) 检查自赋值

        if(this == &other)

            return *this;

       

        // (2) 释放原有的内存资源

        delete [] m_data;

       

        // 3)分配新的内存资源,并复制内容

    int length = strlen(other.m_data); 

    m_data = new char[length+1];

        strcpy(m_data, other.m_data);

       

        // 4)返回本对象的引用

        return *this;

}  

   

    String拷贝构造函数与普通构造函数(参见9.4节)的区别是:在函数入口处无需NULL进行比较,这是因为“引用”不可能是NULL,而“指针”可以为NULL

    String的赋值函数比构造函数复杂得多,分四步实现:

1)第一步,检查自赋值。你可能会认为多此一举,难道有人会愚蠢到写出 a = a 这样的自赋值语句!的确不会。但是间接的自赋值仍有可能出现,例如

   

// 内容自赋值

b = a;

c = b;

a = c; 

// 地址自赋值

b = &a;

a = *b;

 

也许有人会说:“即使出现自赋值,我也可以不理睬,大不了化点时间让对象复制自己而已,反正不会出错!”

他真的说错了。看看第二步的delete,自杀后还能复制自己吗?所以,如果发现自赋值,应该马上终止函数。注意不要将检查自赋值的if语句

if(this == &other)

错写成为

    if( *this == other)

2)第二步,用delete释放原有的内存资源。如果现在不释放,以后就没机会了,将造成内存泄露。

3)第三步,分配新的内存资源,并复制字符串。注意函数strlen返回的是有效字符串长度,不包含结束符‘\0’。函数strcpy则连‘\0’一起复制。

4)第四步,返回本对象的引用,目的是为了实现象 a = b = c 这样的链式表达。注意不要将 return *this 错写成 return this 。那么能否写成return other 呢?效果不是一样吗?

不可以!因为我们不知道参数other的生命期。有可能other是个临时对象,在赋值结束后它马上消失,那么return other返回的将是垃圾。

9.7 偷懒的办法处理拷贝构造函数与赋值函数

       如果我们实在不想编写拷贝构造函数和赋值函数,又不允许别人使用编译器生成的缺省函数,怎么办?

       偷懒的办法是:只需将拷贝构造函数和赋值函数声明为私有函数,不用编写代码。

例如:

    class A

    {

      private:

        A(const A &a);              // 私有的拷贝构造函数

        A & operate =(const A &a);  // 私有的赋值函数

    };

 

如果有人试图编写如下程序:

    A  b(a);    // 调用了私有的拷贝构造函数

    b = a;      // 调用了私有的赋值函数

编译器将指出错误,因为外界不可以操作A的私有函数。

9.8 如何在派生类中实现类的基本函数

       基类的构造函数、析构函数、赋值函数都不能被派生类继承。如果类之间存在继承关系,在编写上述基本函数时应注意以下事项:

u       派生类的构造函数应在其初始化表里调用基类的构造函数。

u       基类与派生类的析构函数应该为虚(即加virtual关键字)。例如

#include <iostream.h>

class Base

{

  public:

    virtual ~Base() { cout<< "~Base" << endl ; }

};

 

class Derived : public Base

{

  public:

    virtual ~Derived() { cout<< "~Derived" << endl ; }

};

 

void main(void)

{

    Base * pB = new Derived;  // upcast

    delete pB;

}

 

输出结果为:

       ~Derived

       ~Base

如果析构函数不为虚,那么输出结果为

       ~Base

 

u       在编写派生类的赋值函数时,注意不要忘记对基类的数据成员重新赋值。例如:

class Base

{

  public:

    Base & operate =(const Base &other);    // Base的赋值函数

  private:

    int  m_i, m_j, m_k;

};

 

class Derived : public Base

{

  public:

    Derived & operate =(const Derived &other);  // Derived的赋值函数

  private:

    int  m_x, m_y, m_z;

};

 

Derived & Derived::operate =(const Derived &other)

{

    //1)检查自赋值

    if(this == &other)

        return *this;

 

    //2)对基类的数据成员重新赋值

    Base::operate =(other); // 因为不能直接操作私有数据成员

 

    //3)对派生类的数据成员赋值

    m_x = other.m_x;

    m_y = other.m_y;

    m_z = other.m_z;

 

    //4)返回本对象的引用

    return *this;

}

 

9.9 一些心得体会

有些C++程序设计书籍称构造函数、析构函数和赋值函数是类的“Big-Three”,它们的确是任何类最重要的函数,不容轻视。

也许你认为本章的内容已经够多了,学会了就能平安无事,我不能作这个保证。如果你希望吃透“Big-Three”,请好好阅读参考文献[Cline] [Meyers] [Murry]

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