C++解析(20):智能指針與類型轉換函數
阿新 • • 發佈:2018-12-08
font 類類型 有一個 安全 ont 運行 root 工作 sign
0.目錄
1.智能指針
2.轉換構造函數
3.類型轉換函數
4.小結
1.智能指針
內存泄漏(臭名昭著的Bug):
- 動態申請堆空間,用完後不歸還
- C++語言中沒有垃圾回收機制
- 指針無法控制所指堆空間的生命周期
我們需要什麽:
- 需要一個特殊的指針
- 指針生命周期結束時主動釋放堆空間
- 一片堆空間最多只能由一個指針標識
- 杜絕指針運算和指針比較
解決方案:
- 重載指針特征操作符( -> 和 * )
- 只能通過類的成員函數重載
- 重載函數不能使用參數
- 只能定義一個重載函數
示例——實現智能指針:
#include <iostream> #include <string> using namespace std; class Test { int i; public: Test(int i) { cout << "Test(int i)" << endl; this->i = i; } int value() { return i; } ~Test() { cout << "~Test()" << endl; } }; class Pointer { Test* mp; public: Pointer(Test* p = NULL) { mp = p; } Pointer(const Pointer& obj) { mp = obj.mp; const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL; } Pointer& operator = (const Pointer& obj) { if( this != &obj ) { delete mp; mp = obj.mp; const_cast<Pointer&>(obj).mp = NULL; } return *this; } Test* operator -> () { return mp; } Test& operator * () { return *mp; } bool isNull() { return (mp == NULL); } ~Pointer() { delete mp; } }; int main() { Pointer p1 = new Test(3); cout << p1->value() << endl; Pointer p2 = p1; cout << p1.isNull() << endl; cout << p2->value() << endl; return 0; }
運行結果為:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
Test(int i)
3
1
3
~Test()
智能指針的使用軍規——只能用來指向堆空間中的對象或者變量
2.轉換構造函數
再論類型轉換:
C語言標準數據類型之間會進行隱式的類型安全轉換
C語言轉換規則如下:
(C語言編譯器支持從小類型(占用內存少)轉換到大類型(占用內存多)的隱式類型轉換,因為這樣的轉換是安全的,不會發生數據截斷或者數據丟失。)
示例——隱式類型轉換的bug:
#include <iostream> #include <string> using namespace std; int main() { short s = ‘a‘; unsigned int ui = 1000; int i = -2000; double d = i; cout << "d = " << d << endl; cout << "ui = " << ui << endl; cout << "ui + i = " << ui + i << endl; if( (ui + i) > 0 ) { cout << "Positive" << endl; } else { cout << "Negative" << endl; } cout << "sizeof(s + ‘b‘) = " << sizeof(s + ‘b‘) << endl; return 0; }
運行結果為:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
d = -2000
ui = 1000
ui + i = 4294966296
Positive
sizeof(s + ‘b‘) = 4
(在大多數編譯器看來,int類型,也就是4個字節的整型數的運算是最高效的。而在sizeof(s + ‘b‘)中,是做加法運算,左操作數和右操作數都可以安全的轉換為int,那麽可以采用更高效的方式來進行運算。於是就出現bug了!)
問題:
普通類型與類類型之間能否進行類型轉換?
類類型之間能否進行類型轉換?
再論構造函數:
- 構造函數可以定義不同類型的參數
- 參數滿足下列條件時稱為轉換構造函數
- 有且僅有一個參數
- 參數是基本類型
- 參數是其它類類型
舊式的C方式強制類型轉換:
編譯器會盡力嘗試讓源碼通過編譯(普通類型->類類型):
示例——編譯器自作聰明的行為:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test
{
int mValue;
public:
Test() { mValue = 0; }
Test(int i) { mValue = i; }
Test operator + (const Test& p)
{
Test ret(mValue + p.mValue);
return ret;
}
int value() { return mValue; }
};
int main()
{
Test t;
t = 5; // t = Test(5);
Test r;
r = t + 10; // r = t + Test(10);
cout << r.value() << endl;
return 0;
}
運行結果為:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
15
編譯器盡力嘗試的結果是隱式類型轉換。
隱式類型轉換:
- 會讓程序以意想不到的方式進行工作
- 是工程中bug的重要來源
工程中通過explicit關鍵字杜絕編譯器的轉換嘗試
轉換構造函數被explicit修飾時只能進行顯示轉換
轉換方式:
示例——杜絕編譯器的轉換嘗試:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test
{
int mValue;
public:
Test() { mValue = 0; }
explicit Test(int i) { mValue = i; }
Test operator + (const Test& p)
{
Test ret(mValue + p.mValue);
return ret;
}
int value() { return mValue; }
};
int main()
{
Test t;
t = static_cast<Test>(5); // t = Test(5);
Test r;
r = t + static_cast<Test>(10); // r = t + Test(10);
cout << r.value() << endl;
return 0;
}
運行結果為:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
15
3.類型轉換函數
問題:
類類型是否能夠類型轉換到普通類型?
類型轉換函數:
- C++類中可以定義類型轉換函數
- 類型轉換函數用於將類對象轉換為其它類型
- 語法規則:
示例——只有想不到,沒有做不到:
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i = 0) { mValue = i; }
operator int() { return mValue; }
};
int main()
{
Test t(100);
int i = t; // ==> t.operator int()
cout << "i = " << i << endl;
return 0;
}
運行結果為:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
i = 100
類型轉換函數:
- 與轉換構造函數具有同等的地位
- 使得編譯器有能力將對象轉化為其它類型
- 編譯器能夠隱式的使用類型轉換函數
編譯器會盡力嘗試讓源碼通過編譯:
類型轉換函數 vs 轉換構造函數:
- 無法抑制隱式的類型轉換函數調用
- 類型轉換函數可能與轉換構造函數沖突
- 工程中以Type toType()的公有成員代替類型轉換函數
示例——能通過編譯的類型轉換函數:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test;
class Value
{
public:
Value() {}
};
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i = 0) { mValue = i; }
int value() { return mValue; }
operator Value()
{
Value ret;
cout << "operator Value()" << endl;
return ret;
}
};
int main()
{
Test t(100);
Value v = t; // ==> t.operator Value()
return 0;
}
示例——能通過編譯的轉換構造函數:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test;
class Value
{
public:
Value() {}
Value(Test& t) {}
};
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i = 0) { mValue = i; }
int value() { return mValue; }
};
int main()
{
Test t(100);
Value v = t; // ==> Value(t)
return 0;
}
示例——沖突的類型轉換函數與轉換構造函數:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test;
class Value
{
public:
Value() {}
Value(Test& t) {}
};
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i = 0) { mValue = i; }
int value() { return mValue; }
operator Value()
{
Value ret;
cout << "operator Value()" << endl;
return ret;
}
};
int main()
{
Test t(100);
Value v = t;
return 0;
}
報錯信息為:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
test.cpp: In function ‘int main()’:
test.cpp:32: error: conversion from ‘Test’ to ‘Value’ is ambiguous
test.cpp:21: note: candidates are: Test::operator Value()
test.cpp:12: note: Value::Value(Test&)
示例——使用explicit關鍵字避免沖突:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test;
class Value
{
public:
Value() {}
explicit Value(Test& t) {}
};
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i = 0) { mValue = i; }
int value() { return mValue; }
operator Value()
{
Value ret;
cout << "operator Value()" << endl;
return ret;
}
};
int main()
{
Test t(100);
Value v = t;
return 0;
}
4.小結
- 指針特征操作符( -> 和 * )可以被重載
- 重載指針特征符能夠使用對象代替指針
- 智能指針只能用於指向堆空間中的內存
- 智能指針的意義在於最大程度的避免內存問題
- 轉換構造函數只有一個參數
- 轉換構造函數的參數類型是其它類型
- 轉換構造函數在類型轉換時被調用
- 隱式類型轉換是I程中bug的重要來源
- explicit關鍵字用於杜絕隱式類型轉換
- C++類中可以定義類型轉換函數
- 類型轉換函數用於將類對象轉換為其它類型
- 類型轉換函數與轉換構造函數具有同等的地位
- 工程中以Type toType()的公有成員代替類型轉換函數
C++解析(20):智能指針與類型轉換函數