「BUAA-C++」Lec3:引用和拷贝构造

C++

发布日期: 2022-03-20

文章字数: 1.1k

阅读时长: 4 分

引用（reference）

引用是一个更安全的指针（a safe pointer), 借值之名，行指针之实，实际上表示的是地址。
引用必须初始化, 和C语言中野指针不同
```
int b = 0;
int &a; //error
int &a = b;
```
引用是常量，一旦定义，不可以再修改。与之不同，指针可以先后指向不同对象。
```
int &a = b;
a = c; //error
```
引用不可以完全取代指针，例如在malloc和new中返回值只能是指针。

补充：内存分区问题

代码区：储存我们写的代码，只读常量，无法修改。

全局变量区（静态区）：在程序运行开始，程序在内存中开辟一段区域，把这段区域全部置为0，用于存储全局变量。这也是就为什么全局变量不初始化值自动变为0。全局变量的初始化在main函数运行之前。

运行内存区（runtime memory）：包括栈区和堆区

栈区：用于局部变量

栈区内存是连续的

堆区：用于动态内存分配（malloc和new时）。

堆区内存是离散的，理论上来无限次使用malloc会导致程序崩溃

应用场景：1.不能确定内存分配大小需要在运行时确定（例如链表建立）；2.需要人为控制变量的生命周期。

拷贝构造

C++的类默认支持用一个已存在的类初始化一个新建的类。

int main() {
    struct Student* a = new Student();
    struct Student b(*a);
}

C++中有拷贝有两种类型——

bitwise copy（浅拷贝）
logical copy（深拷贝）

拷贝构造时默认是浅拷贝，即把对象a所在内存空间中所有数据以字节的形式拷贝给新建的b对象。如果a对象中有指针成员，则只会把指针的值拷贝给b，这样会出现a,b两个对象的指针成员指向同一块内存。（编译时不报错，非常恐怖！！！）

class Student {

private:
    int a;
    int *b;
public:
    Student(int ai, int bi);
};
Student::Student(int ai, int bi) {
    this->a = ai;
    this->b = new int(bi);
}
int main() {
    Student mem1(1, 2);
    Student mem2(mem1);
    cout << mem1.b << "\n" << mem2.b << endl; //两者指针值值一样的，即值指向同一块内存
}

为了避免这种情况，我们需要自定义一个拷贝构造函数从而实现 深拷贝，主要写法为Object::Object(const Object &a) {},具体例子如下所示

class Student {
private:
    int a;
    int *b;
public:
    Student(int ai, int bi);
    Student(const Student & s);
};

Student::Student(const Student & s) {
    this->a = s.a;
    this->b = new int(*(s.b));
}

int main() {
    Student mem1(1, 2);
    Student mem2(mem1);
    cout << mem1.b << "\n" << mem2.b << endl; //这样两者指针值就是不一样的了
    func(mem1);
    return 0;
}

在C/C++中，“只要传值，就是一次拷贝构造”，当我们向一个函数传递实参，且这个函数的形参不是引用类型，此时程序会自动调用实参类型的拷贝构造函数。例如

class Student {
private:
    int a;
    int *b;
public:
    Student(int ai, int bi);
    Student(const Student & s);
};

Student::Student(const Student & s) {
    cout << "调用自定义拷贝构造函数" << endl;
    this->a = s.a;
    this->b = new int(*(s.b));
}

void func(Student s) {
	cout << "实参调用" << endl;
}

int main() {
	func(mem1);
	return 0;
}
/**
以上程序执行结果为——
调用自定义拷贝构造函数
实参调用
/

什么使用需要深拷贝？？？

类构造函数中有new（说明有指针成员），一定要深拷贝！

构造函数中没有new也不一定不需要深拷贝，有可能在其他位置出现new或者malloc

函数参数问题

Pass by value ？
Pass by address ？

传值和传地址在功能、性能和其他方面的比较如下——

Item	传值	传地址
功能	函数只能input，即只能使用实参的值，不能改变实参的值	函数既能input也能output，即不仅可以使用实参的值，也可以改变实参的值
性能	需要传递`sizeof(value)`大小的数据	只需要传递`sizeof(int)`大小的数据
其他	只要传值，就需要调用一次拷贝构造	无