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假設(shè)我們要開發(fā)一個String類，它可以方便地處理字符串?dāng)?shù)據(jù)。我們可以在類中聲明一個數(shù)組，考慮到有時候字符串極長，我們可以把數(shù)組大小設(shè)為200，但一般的情況下又不需要這么多的空間，這樣是浪費了內(nèi)存。對了，我們可以使用new操作符，這樣是十分靈活的，但在類中就會出現(xiàn)許多意想不到的問題，本文就是針對這一現(xiàn)象而寫的。現(xiàn)在，我們先來開發(fā)一個Wrong類，從名稱上看出，它是一個不完善的類。的確，我們要刻意地使它出現(xiàn)各種各樣的問題，這樣才好對癥下藥。好了，我們開始吧！
Wrong.h:
#ifndef WRONG_H_
#define WRONG_H_
class Wrong
{
private:
char * str; //存儲數(shù)據(jù)
int len; //字符串長度
public:
Wrong(const char * s); //構(gòu)造函數(shù)
Wrong(); // 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
~Wrong(); // 析構(gòu)函數(shù)
friend ostream & operator＜＜(ostream & os,const Wrong& st);
};
#endif
Wrong.cpp:
#include ＜iostream＞
#include ＜cstring＞
#include "wrong.h"
using namespace std;
Wrong::Wrong(const char * s)
{
len = strlen(s);
str = new char[len + 1];
strcpy(str, s);
}//拷貝數(shù)據(jù)
Wrong::Wrong()
{
len =0;
str = new char[len+1];
str[0]='\0';
}
Wrong::~Wrong()
{
cout＜＜"這個字符串將被刪除："＜＜str＜＜'\n';//為了方便觀察結(jié)果，特留此行代碼。
delete [] str;
}
ostream & operator＜＜(ostream & os, const Wrong & st)
{
os ＜＜ st.str;
return os;
}
test_right.cpp:
#include ＜iostream＞
#include ＜stdlib.h＞
#include "Wrong.h"
using namespace std;
int main()
{
Wrong temp("天極網(wǎng)");
cout＜＜temp＜＜'\n';
system("PAUSE");
return 0;
} |
運行結(jié)果：
天極網(wǎng)
請按任意鍵繼續(xù). . .
大家可以看到，以上程序十分正確，而且也是十分有用的。可是，我們不能被表面現(xiàn)象所迷惑！下面，請大家用test_wrong.cpp文件替換test_right.cpp文件進(jìn)行編譯，看看結(jié)果。有的編譯器可能就是根本不能進(jìn)行編譯！
test_wrong.cpp:
#include ＜iostream＞
#include ＜stdlib.h＞
#include "Wrong.h"
using namespace std;
void show_right(const Wrong&);
void show_wrong(const Wrong);//注意，參數(shù)非引用，而是按值傳遞。
int main()
{
Wrong test1("第一個范例。");
Wrong test2("第二個范例。");
Wrong test3("第三個范例。");
Wrong test4("第四個范例。");
cout＜＜"下面分別輸入三個范例：\n";
cout＜＜test1＜＜endl;
cout＜＜test2＜＜endl;
cout＜＜test3＜＜endl;
Wrong* wrong1=new Wrong(test1);
cout＜＜*wrong1＜＜endl;
delete wrong1;
cout＜＜test1＜＜endl;//在Dev-cpp上沒有任何反應(yīng)。
cout＜＜"使用正確的函數(shù)："＜＜endl;
show_right(test2);
cout＜＜test2＜＜endl;
cout＜＜"使用錯誤的函數(shù)："＜＜endl;
show_wrong(test2);
cout＜＜test2＜＜endl;//這一段代碼出現(xiàn)嚴(yán)重的錯誤！
Wrong wrong2(test3);
cout＜＜"wrong2: "＜＜wrong2＜＜endl;
Wrong wrong3;
wrong3=test4;
cout＜＜"wrong3: "＜＜wrong3＜＜endl;
cout＜＜"下面，程序結(jié)束，析構(gòu)函數(shù)將被調(diào)用。"＜＜endl;
return 0;
}
void show_right(const Wrong& a)
{
cout＜＜a＜＜endl;
}
void show_wrong(const Wrong a)
{
cout＜＜a＜＜endl;
} |
運行結(jié)果：
下面分別輸入三個范例：
第一個范例。
第二個范例。
第三個范例。
第一個范例。
這個字符串將被刪除：第一個范例。
使用正確的函數(shù)：
第二個范例。
第二個范例。
使用錯誤的函數(shù)：
第二個范例。
這個字符串將被刪除：第二個范例。
這個字符串將被刪除：?=
?=
wrong2: 第三個范例。
wrong3: 第四個范例。
下面，程序結(jié)束，析構(gòu)函數(shù)將被調(diào)用。
這個字符串將被刪除：第四個范例。
這個字符串將被刪除：第三個范例。
這個字符串將被刪除：?=
這個字符串將被刪除：x =
這個字符串將被刪除：?=
這個字符串將被刪除：
現(xiàn)在，請大家自己試試運行結(jié)果，或許會更加慘不忍睹呢！下面，我為大家一一分析原因。
首先，大家要知道，C＋＋類有以下這些極為重要的函數(shù)：
一：復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。
二：賦值函數(shù)。
我們先來講復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。什么是復(fù)制構(gòu)造函數(shù)呢？比如，我們可以寫下這樣的代碼：Wrong test1(test2);這是進(jìn)行初始化。我們知道，初始化對象要用構(gòu)造函數(shù)。可這兒呢？按理說，應(yīng)該有聲明為這樣的構(gòu)造函數(shù)：Wrong(const Wrong &);可是，我們并沒有定義這個構(gòu)造函數(shù)呀？答案是，C＋＋提供了默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，問題也就出在這兒。
（1）：什么時候會調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)呢？（以Wrong類為例。）
在我們提供這樣的代碼：Wrong test1(test2)時，它會被調(diào)用；當(dāng)函數(shù)的參數(shù)列表為按值傳遞，也就是沒有用引用和指針作為類型時，如：void show_wrong(const Wrong)，它會被調(diào)用。其實，還有一些情況，但在這兒就不列舉了。
（2）：它是什么樣的函數(shù)。
它的作用就是把兩個類進(jìn)行復(fù)制。拿Wrong類為例，C＋＋提供的默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)是這樣的：
Wrong(const Wrong& a)
{
str=a.str;
len=a.len;
} |
在平時，這樣并不會有任何的問題出現(xiàn)，但我們用了new操作符，涉及到了動態(tài)內(nèi)存分配，我們就不得不談?wù)劀\復(fù)制和深復(fù)制了。以上的函數(shù)就是實行的淺復(fù)制，它只是復(fù)制了指針，而并沒有復(fù)制指針指向的數(shù)據(jù)，可謂一點兒用也沒有。打個比方吧！就像一個朋友讓你把一個程序通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給他，而你大大咧咧地把快捷方式發(fā)給了他，有什么用處呢？我們來具體談?wù)劊?br>
假如，A對象中存儲了這樣的字符串：“C＋＋”。它的地址為2000。現(xiàn)在，我們把A對象賦給B對象：Wrong B=A。現(xiàn)在，A和B對象的str指針均指向2000地址。看似可以使用，但如果B對象的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用時，則地址2000處的字符串“C＋＋”已經(jīng)被從內(nèi)存中抹去，而A對象仍然指向地址2000。這時，如果我們寫下這樣的代碼：cout＜＜A＜＜endl;或是等待程序結(jié)束，A對象的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用時，A對象的數(shù)據(jù)能否顯示出來呢？只會是亂碼。而且，程序還會這樣做：連續(xù)對地址2000處使用兩次delete操作符，這樣的后果是十分嚴(yán)重的！
本例中，有這樣的代碼：
Wrong* wrong1=new Wrong(test1);
cout＜＜*wrong1＜＜endl;
delete wrong1; |
假設(shè)test1中str指向的地址為2000,而wrong中str指針同樣指向地址2000，我們刪除了2000處的數(shù)據(jù)，而test1對象呢？已經(jīng)被破壞了。大家從運行結(jié)果上可以看到，我們使用cout＜＜test1時，一點反應(yīng)也沒有。而在test1的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用時，顯示是這樣：“這個字符串將被刪除：”。
再看看這段代碼：
cout＜＜"使用錯誤的函數(shù)："＜＜endl;
show_wrong(test2);
cout＜＜test2＜＜endl;//這一段代碼出現(xiàn)嚴(yán)重的錯誤！ |
show_wrong函數(shù)的參數(shù)列表void show_wrong(const Wrong a)是按值傳遞的，所以，我們相當(dāng)于執(zhí)行了這樣的代碼：Wrong a=test2;函數(shù)執(zhí)行完畢，由于生存周期的緣故，對象a被析構(gòu)函數(shù)刪除，我們馬上就可以看到錯誤的顯示結(jié)果了：這個字符串將被刪除：?=。當(dāng)然，test2也被破壞了。解決的辦法很簡單，當(dāng)然是手工定義一個復(fù)制構(gòu)造函數(shù)嘍！人力可以勝天！
Wrong::Wrong(const Wrong& a)
{
len=a.len;
str=new char(len+1);
strcpy(str,a.str);
} |
我們執(zhí)行的是深復(fù)制。這個函數(shù)的功能是這樣的：假設(shè)對象A中的str指針指向地址2000，內(nèi)容為“I am a C++ Boy!”。我們執(zhí)行代碼Wrong B=A時，我們先開辟出一塊內(nèi)存，假設(shè)為3000。我們用strcpy函數(shù)將地址2000的內(nèi)容拷貝到地址3000中，再將對象B的str指針指向地址3000。這樣，就互不干擾了。
大家把這個函數(shù)加入程序中，問題就解決了大半，但還沒有完全解決，問題在賦值函數(shù)上。我們的程序中有這樣的段代碼：
Wrong wrong3;
wrong3=test4; |
經(jīng)過我前面的講解，大家應(yīng)該也會對這段代碼進(jìn)行尋根摸底：憑什么可以這樣做：wrong3=test4？？？原因是，C＋＋為了用戶的方便，提供的這樣的一個操作符重載函數(shù)：operator=。所以，我們可以這樣做。大家應(yīng)該猜得到，它同樣是執(zhí)行了淺復(fù)制，出了同樣的毛病。比如，執(zhí)行了這段代碼后，析構(gòu)函數(shù)開始大展神威^_^。由于這些變量是后進(jìn)先出的，所以最后的wrong3變量先被刪除：這個字符串將被刪除：第四個范例。很正常。最后，刪除到test4的時候，問題來了：這個字符串將被刪除：?=。原因我不用贅述了，只是這個賦值函數(shù)怎么寫，還有一點兒學(xué)問呢！大家請看：
平時，我們可以寫這樣的代碼：x=y=z。（均為整型變量。）而在類對象中，我們同樣要這樣，因為這很方便。而對象A=B=C就是A.operator=(B.operator=(c))。而這個operator=函數(shù)的參數(shù)列表應(yīng)該是：const Wrong& a，所以，大家不難推出，要實現(xiàn)這樣的功能，返回值也要是Wrong&，這樣才能實現(xiàn)A＝B＝C。我們先來寫寫看：
Wrong& Wrong::operator=(const Wrong& a)
{
delete [] str;//先刪除自身的數(shù)據(jù)
len=a.len;
str=new char[len+1];
strcpy(str,a.str);//此三行為進(jìn)行拷貝
return *this;//返回自身的引用
} |
是不是這樣就行了呢？我們假如寫出了這種代碼：A=A，那么大家看看，豈不是把A對象的數(shù)據(jù)給刪除了嗎？這樣可謂引發(fā)一系列的錯誤。所以，我們還要檢查是否為自身賦值。只比較兩對象的數(shù)據(jù)是不行了，因為兩個對象的數(shù)據(jù)很有可能相同。我們應(yīng)該比較地址。以下是完好的賦值函數(shù)：
Wrong& Wrong::operator=(const Wrong& a)
{
if(this==&a)
return *this;
delete [] str;
len=a.len;
str=new char[len+1];
strcpy(str,a.str);
return *this;
} |
把這些代碼加入程序，問題就完全解決，下面是運行結(jié)果：
下面分別輸入三個范例：
第一個范例
第二個范例
第三個范例
第一個范例
這個字符串將被刪除：第一個范例。
第一個范例
使用正確的函數(shù)：
第二個范例。
第二個范例。
使用錯誤的函數(shù)：
第二個范例。
這個字符串將被刪除：第二個范例。
第二個范例。
wrong2: 第三個范例。
wrong3: 第四個范例。
下面，程序結(jié)束，析構(gòu)函數(shù)將被調(diào)用。
這個字符串將被刪除：第四個范例。
這個字符串將被刪除：第三個范例。
這個字符串將被刪除：第四個范例。
這個字符串將被刪除：第三個范例。
這個字符串將被刪除：第二個范例。
這個字符串將被刪除：第一個范例。
關(guān)于動態(tài)內(nèi)存分配的問題就介紹到這兒，希望大家都能熱愛編程，熱愛C＋＋！
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