127-C++学习第五弹(引用,构造,移动构造,移动赋值)

缺乏、安全感 2023-01-01 11:58 174阅读 0赞

构造函数的特点：自动会被调动，自己不能主动调动构造函数  
构造函数是拿一种整型数据来初始化对象，也就是内置类型  
拷贝构造函数是拿一个对象去初始化另一个对象空间，存活在1.实参对象和形参对象结合时，2.return 返回一个对象时

Int fun(Int x)
    {
        
    	int a=x.Value();
    	Int tmp(a);
    	return tmp;
    }
    
    int main()
    {
        
    	Int a(10);
    	Int b;
    	b=fun(a);
    
    	return 0:
    }

当它一个实参对象，初始化一个形参对象时，将调动拷贝构造函数，当return tmp; 我们要返回一个临时对象，我们要调动拷贝构造函数，构造一个临时对象，作为返回。因为无法将tmp直接给给b对象，如果直接把tmp给给b对象，将会导致tmp在两个函数内都可以生存，这和我们局部对象只能在函数里有效当函数无效冲突了，在这里，有一个概念：将亡值。返回tmp时，我们将会在主函数的栈帧中构建一个临时对象，当把这个临时对象给b赋值完成之后，这个临时对象的生存期也就到了，我们把这个对象称之为将亡值

析构函数特点：把一个对象，释放它所在的资源  
缺省函数：如果你没有写构造函数，系统会给你缺省构造函数（只是创建对象，无法对对象本身进行初始化，数据是随机值），拷贝构造函数（把对象地址抓住，把将要构建的对象的地址抓住，按位进行拷贝）

Int& operator=(const Int& it)
    {
        
    }//a=b

**缺省构造函数**：把b的地址抓住，把a的地址抓住，把b的内容按一个字节一个字节地拷贝给b，按位拷贝

有的时候缺省拷贝构造函数可以满足我们的要求，有的时候不能满足要求，如果没有申请资源，可以满足我们的要求，如果要申请资源，那么就不能满足我们的要求

Int& operator=(const Int& it)
    	{
        
    		if (this != &it)//防止自己给自己赋值，a=a
    		{
        
    		value = it.value;
    		}
    		cout << this << " = " << &it << endl;
    	return *this;
    }//a=b

这里的赋值语句返回的是类型的引用，为什么在这里要返回自身类型的引用？a=b; 返回this指针,this指针指向a，\*this就是a对象本身，把自己本身以引用的形式返回，当函数死亡，this指针也死亡，this所指之物a对象不受这个函数的影响，当这个函数结束，a对象依然存在，所以可以引用返回。我们运算符的重载，希望重载的运算符的能力接近于它对于内置类型所具有的能力。为了实现a=b=c，连续赋值的能力 。 a=operator=(&b,c); b调动赋值语句，把b的地址传递进去，作为成员函数，含有this,拿c去初始it,it是c的别名，this指向b的地址，返回的 \*this,就是b对象，把b对象赋值给a

Int a(a); 编译器编译时会给你报错，因为你a还没构造完，怎么可以给自己构建呢？

void SetValue(int x) {
         value = x; }
    int GetValue() const {
         return value; }
    
    int& Value() {
         return value; }

int& Value() \{ return value; \} 既可以取值又可以赋值

int main()
    {
        
    	Int a(10);
    	Int x=a.Value();
    	a.Value()=100;//把100赋值给Value()的返回值，这个返回值Value对象也就是a的别名 被系统解释成a.value=100;
    	return 0;
    }

对于普通对象可以去调用它  
如果const Int a(10); 变成常对象，说明a里面属性值不可改变，当调动Value以普通引用返回，可以改变value值，产生矛盾，语法出现二义性。  
这种函数一般是成对出现

const int& Value() {
         return value; }
    const Int a(10);

常对象调用常对象方法  
普通对象调用普通方法

int funa()
    {
        
    	int tmp = 10;
    	return tmp;
    }
    int main()
    {
        
    	int x=0;
    	x=funa();
    	cout<<x<<endl;
    	return 0;
    }

funa()创建一个整型变量，return tmp,构建一个临时变量作为过渡，给x  
当我们程序开始执行时，执行主函数，编译器发现是内置类型，给主函数分配一个栈帧，给了一个x变量，调动funa，在funa分配一个栈帧，定义一个tmp=10;return tmp; 把tmp的值10放在eax，然后funa的return tmp；意味着结束了，分配给的栈帧就结束了，返回到主函数的时候，再通过寄存器eax获取的值给给x  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

**如果引用接收 int &x=funa(); 是有问题的**，引用相当于别名，系统编译的时候，把引用编译成一种指针，当我们调动funa的时候，定义了一个tmp=10;return tmp；我们在寄存器eax，放的是tmp的整型值，这个引用，想着去指向eax或者这个10,是不允许的，将亡值的概念（不能取地址）

const int &x=funa();

**上面这个方法是可以的，万能引用。虽然说返回的值到达eax**  
相当于执行  
int tmp = eax;  
const int &x = tmp；  
这里引用的是主函数的一块内存空间

**下面这个方法也可以！右值引用将亡值**

int&& x = funa();
    // int tmp = eax;
    // int &&x = tmp;

这个将亡值生存期变得和x一样

## 下面这段代码非常重要 ##

int& fun()
    {
        
    	int x = 10;
    	return x;
    }
    
    int main()
    {
        
    	int a=fun();
    	int&b=fun();
    	cout<<a<<endl;//打印出10
    	cout<<b<<endl;//打印出随机值
    	return 0;
    }

**但是这段代码是错误的！**  
**生存期的问题**  
如果想以引用的方式返回某个值，此数据或者此变量或者此对象的生存期不地受于fun函数的限制，也就是你引用返回时，当fun这个函数结束时，x这个变量的生存期并没有到期，x仍然要活着。**要想把某个变量返回它的地址，或返回它的引用时，这个变量的生存期不受此函数的影响**  
此例子中，返回x，x的生存期受这个fun函数的影响，fun（）结束，x的生存期也就结束。当程序运行中，主函数运行，给主函数分配一个栈帧，定义一个变量a，此时a还没有值，调动fun(),给fun分配一个空间，定义x=10;返回x，以引用返回，引用本质被系统解释成地址，eax存放x的地址，return x；结束，分配给fun的栈帧就销毁了，eax扔指向这个空间，虽说这个空间已经失效了，a是整型变量，不可能存放eax，这一步系统解释：a=\*eax;这里有一个问题：这个空间受不受侵扰？如果不受侵扰可以读出10，如果受侵扰不能读出10，这里的b是一个引用，实际上b是一个指针，返回的是引用，x的地址，b指向x的地址，打印a时，a已经获取值，打印b时，是以指向去打印，这里的cout本身是输出函数（开辟栈帧，覆盖原本fun的函数的空间），侵扰这一块内存区域，所以打印的是随机值。  
**单线程赋值时没有被干扰**  
**多线程一定错误**赋值有可能被打断  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
打印的时候，已经把10拷贝给a，侵扰它，a已经是10，b并没有拷贝这个值

Int fun()
    {
        
    	Int a(10);
    	return a;
    }
    int main()
    {
        
    	Int x=fun();//OK
    }

当我们调动fun();产生一个对象a，返回的时候，产生一个临时对象a，函数fun结束，a对象消亡，把临时对象a拷贝构造x

Int &x=fun();//error

**错误原因：临时对象a是将亡值，不能引用一个将亡值**  
当函数结束之后，这个临时对象会被析构掉，语法规则不允许

const Int &x=fun();//ok

**常引用，引用它构造的对象** this引用到这个主函数的临时对象，this不能改变它

Int&&x=fun();//ok

**右值引用** 引用将亡值  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
系统有缺省的赋值语句  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]  
在赋值的时候，系统的默认赋值语句是把a的地址，b的地址抓住，把a的值拷贝进来，打印的是10，但是不对。  
因为建立a的时候，调用赋值语句的时候，会把原来fun的空间再一次重新洗牌，a的值被覆盖掉。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]  
打印的仍然是随机值  
**引用返回的对象已经消亡了**

class String
    {
        
    	char* str;
    public:
    	String(const char* s = nullptr)
    	{
        
    		if (s != nullptr)
    		{
        
    			int len = strlen(s);
    			str = new char[len + 1];
    			strcpy_s(str, len + 1, s);
    		}
    		else
    		{
        
    			str = new char[1];
    			*str = '\0';
    		}
    	}
    
    	~String()
    	{
        
    		if (str != nullptr)
    		{
        
    			delete[]str;
    		}
    		str = nullptr;
    	}
    };

系统默认的缺省的拷贝构造函数  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]

String(const String& st)//浅拷贝
    	{
        
    		str = st.str;
    	}

自己写的深拷贝  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]

String(const String& st)//深拷贝
    	{
        
    		int len = strlen(st.str);
    		str = new char[len + 1];
    		strcpy_s(str, len + 1, st.str);
    	}

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]  
当拿s1给s2赋值时，**缺省的赋值函数**，把s1的str值给s2的str，导致s2的str直接指过来。**这样有什么缺陷呢？**  
1.内存泄漏2.当析构s2对象，程序崩溃，二次释放

String& operator=(const String& st)
    	{
        
    		str = st.str;
    		return *this;//按位赋值，缺省构造
    	}

自己写的赋值函数

String& operator=(const String& st)
    	{
        
    		if (this != &st)
    		{
        
    			delete[]str;
    			int len = strlen(st.str);
    			str = new char[len + 1];
    			strcpy_s(str, len + 1, st.str);
    		}
    		return *this;
    	}

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]

主函数分配一个s1（未构建），str随机值，当我们去调用fun()，分配一个栈帧，s,str，从堆区分配一个空间，把yhpinghello拷贝进去指向它，普通的返回，按值返回，构建一个临时对象，调动拷贝构造函数，临时对象str也指向一个堆区空间yhpinghello，临时对象构建完成后，函数要结束，s的生存期到了，调用析构函数释放空间，堆区不存在，返回到主函数时，这个临时对象要去构建s1，开辟空间，把yhpinghello拷贝进来，然后临时对象生存期到了，析构函数释放掉，**此方法创建多个对象，效率低**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]

## 移动构造 ##

**系统的移动构造**

String(String&& s)
    	{
        
    		str = s.str;
    		//delete[]s.str;
    		s.str = nullptr;
    	}

返回一个s，就是要返回一个将亡值，系统将s初始化给String(String&& s)的s，调动移动构造，把资源移动  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 11]  
**把s对象资源转移给s1，把s.str置为空**  
**把局部对象的资源转移给需要它的**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 12]  
这两个写法不一样  
第一个写法是拿返回的对象构建s1，调动移动构造，把s的资源给s1  
第二个写法不会调动移动构造，构造函数是创建对象，拷贝构造函数也是创建对象，移动构造也是创建对象，但是s2这个对象是已经存在的，调动移动赋值函数

String& operator=(String&& s)
    	{
        
    		if (this != &s)
    		{
        
    			delete[]str;
    			str = s.str;
    			s.str = nullptr;
    		}
    		return *this;
    	}

原始方法  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 13]  
如果有移动构造，就方便  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 14]  
**等价**

return s;拿移动构造构建临时对象，临时对象的str指针指向s对象的yhpinghello并且把s的str置为空，当这个函数构建完成之后，销毁s对象，不会被yphinghello释放，返回主函数，将亡值调动移动赋值语句，这时候s就是移动赋值的别名  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 15]  
这个方法new空间只new一次  
将返回值s直接构造s1（移动构建）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 16]

移动构造函数，移动赋值函数系统有，但是如果要用，要自己去实现

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221120/0d7767288bcc4e588e4df8c103588838.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221120/72da14331b974f0fb8dffc9802afa002.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221120/bd35c624f8f8404e95b7571794706281.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 15]: /images/20221120/77da1e7ae98049ae9eaa53dfd774af43.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 16]: /images/20221120/e2962d4f255d42feb2ff55c7f76d5b51.png