[BoolanC++微专业] Week2笔记

一、类的分类：

类在包含内容上大致可以分为以下两种形式：

class with pointer members ——string类 在构造这种类的时候，拷贝构造函数，赋值与比较运算符重载，全部都要特殊考虑，很可能出现违背开发者意图的行为。

class without point members ——complex类

二、三大特殊函数：

三大特殊函数即为：

拷贝构造函数： String(const String &str);

赋值运算符重载：

析构函数：

在class with pointer members里必须存在拷贝构造函数三大函数。如果使用编译器合成的默认函数的话会出现俗称的“浅拷贝”和“内存泄漏”。 举例说明：

若使用的是一个默认的拷贝构造函数，则会使两个类中的m_data指针指向同一个”Hello”，那么假设析构函数正常运行，a的lifetime终止的时候，会释放a->m_data指向的”Hello”内存块。但是b的lifetime并没有终止，那么b->m_data会指向一个已经被释放的内存块，形成空悬指针，万一在程序的某处使用b，则会出现内存错误。赋值函数同理。 我们都知道一个指针有new必有delete，类在lifetime结束的时候，会将所有的在栈上占用的内存还给计算机，但是class with pointer里指针指向的内存全部来自堆上，如果不主动释放，那么此内存块将会一直被占用，在小程序中可以并不会出现什么大的问题，但是如果一个类有足够多个实例，那么将会将堆中的内存全部占用，造成堆中无内存可用的状况，就是俗称的“内存泄漏”。

拷贝构造函数让我们发现一个很有意思的特性：

可能发现了 str和我本身这个类的实例，并不是友元，我为什么可以访问它的PRivate成员？ 因为从同一个类中衍生出的实例互为friend。

在拷贝赋值函数中，有一点非常重要，即是要检测rhs是否是类本身，如果是，可以节省拷贝的时间和空间。如果不是，不检查的话，可能产生不确定行为，如图所示：

三、所谓栈和堆： Stack，是存在某作用域的一块内存空间，随着你所使用的函数的调用和结束产生以及返回，在函数本体内声明的任何变量，所使用的内存块都取自栈（stack）。 heap，是指操作系统提供的一块global内存空间，程序可以动态分配从中获取若干区块。 具体区别可以参照StackOverFlow 问题：What and where are the stack and heap? 栈中的变量，lifetime与包含它的函数同时存在，在函数声明周期结束时，它的生命周期同时存在。 stack object和global object的lifetime在作用域结束后依然存在，直到整个程序结束时才会结束。 heap object却不同，在new开始后，如果作用域结束，指针的lifetime结束，但是其指向的内存却一直没有被释放，一直到程序结束，但是我们已经没有能力再次通过指向它的指针对其进行delete等其他操作，这就造成了内存泄漏。

分配在heap上的数据，有new必有delete。 接下来看一下new和delete的实现。

 c++中new和delete函数是不允许重载的，属于特殊函数，虽然函数声明有点不太一样，但是同学们- - 这个真的是函数。new和delete通常需要成对出现，因为其底层实现的原理有所不同，在此不进行讨论，其底层最终都是调用c语言的malloc free来进行内存的分配与释放，但是在delete时 如果delete一个类的时候，会先调用类的析构函数然后再释放内存，而free并不会（这不废话么- - 有free的时候c++还不直到在哪里呢）。new先分配memory，再调用构造函数。   四、动态内存分配所得的array：

这是侯捷老师在debug模式下截取的一个动态分配所得的array内存块。一个complex内有2个double数据。其中关于debugger header的部分本人水平所限，理解有限。。。就扔一张图，不献丑了。

五、关于static的补充：     类的静态成员存在于任何对象之外，对象不包含任何与静态成员有关的数据，类似的，静态成员函数，也不与任何对象绑定在一起，他们不包含this指针，作为结果，静态成员函数不能声明成const的，而且我们也不可以在static函数内使用this指针。我们可以使用作用域运算符直接访问静态成员：  

成员函数不通过作用域运算符可以直接访问静态成员。     定义静态成员：     我们可以在类的内部或者外部定义静态成员函数，在类的外部定义静态成员时，不能重复static关键字。     因为静态数据成员不属于类的任何一个对象，所以他们不是创建类的对象时被定义的。这意味着他们不是由类的构造函数初始化的。而且一般来说，我们不能在类的内部初始化静态成员。相反的，必须在类的外部定义和初始化每个静态成员。