C++學習筆記(4)

聲明:本文內(nèi)容源于Geekband;

一.vptr與vtable

1. vptr每個對象都會有一個,而vtable是每個類有一個

2. vptr指向了vtable

3. 在C++中,如果一個類有虛函數(shù),那么這個對象的memory layout中就有特個vptr,且在最前面

4. 一個類中就算有多個虛函數(shù),也只有一個vptr

5. 做多重繼承,就是繼承了多個父類時,就會有多個vptr


二、this(比較簡單,不談了)

三、動態(tài)綁定

? ? ? ?CSDN上有一篇很好的帖子說這個:http://blog.csdn.net/chgaowei/article/details/6427731

一個經(jīng)典的例子(騰訊筆試題):

有如下C++代碼:

struct A{

voidfoo(){printf("foo");}

virtualvoidbar(){printf("bar");}

A(){bar();}

};

structB:A{

voidfoo(){printf("b_foo");}

voidbar(){printf("b_bar");}

};

那么

A *p=new B;

p->foo();

p->bar();

這個題的結果是barfoob_bar

為什么?,我們研究下哈,

首先說明一下,那兩各foo()是非需函數(shù),這是個不好的寫法,他在這里只是說明動態(tài)綁定這個東西;

首先說一下說明是動態(tài)綁定:

動態(tài)綁定是指在執(zhí)行期間(非編譯期)判斷所引用對象的實際類型,根據(jù)其實際的類型調(diào)用其相應的方法。

程序運行過程中,把函數(shù)(或過程)調(diào)用與響應調(diào)用所需要的代碼相結合的過程稱為動態(tài)綁定。

動態(tài)綁定是將一個過程調(diào)用與相應代碼鏈接起來的行為。是指與給定的過程調(diào)用相關聯(lián)的代碼,只有在運行期才可知的一種綁定,他是多態(tài)實現(xiàn)的具體形式。

以上是百度百科中的 借鑒一下,差不多就是這個意思。

現(xiàn)在我們定一個B* d,這時候d->foo();和p->foo();調(diào)動的是同一個函數(shù)嗎?答案很明顯是否定;

這里雖然函數(shù)名一樣,但已經(jīng)是靜態(tài)綁定了,兩個類型分別調(diào)用自己類內(nèi)定義的foo()函數(shù)。

這時候在看一下p->bar? 這里雖然p是個A型的指針,但是執(zhí)行代碼時涉及到一個動態(tài)綁定問題,p的實際類型是個B,所以調(diào)用B函數(shù)的bar()而不是A的;

最后總結一句話,只有虛函數(shù)才涉及到動態(tài)綁定,其他可以說都是靜態(tài)綁定。

注意:A(){bar();}這里,在構造函數(shù)或者析構函數(shù)里調(diào)用虛函數(shù),此時虛函數(shù)不具有多態(tài)性。

四、 const

(1)欲阻止一個變量被改變,可以使用const關鍵字。在定義該const變量時,通常需要對它進行初始化,因為以后就沒有機會再去改變它了;

(2)對指針來說,可以指定指針本身為const,也可以指定指針所指的數(shù)據(jù)為const,或二者同時指定為const;

(3)在一個函數(shù)聲明中,const可以修飾形參,表明它是一個輸入?yún)?shù),在函數(shù)內(nèi)部不能改變其值;

(4)對于類的成員函數(shù),若指定其為const類型,則表明其是一個常函數(shù),不能修改類的成員變量;

(5)對于類的成員函數(shù),有時候必須指定其返回值為const類型,以使得其返回值不為“左值”。

五、new與delete及其重載

例子:



new、delete(new[]、delete[])操作符的重載需要注意

1.重載的 new、delete(或者 new[]、delete[])操作符必須是類的靜態(tài)成員函數(shù)(為什么必須是靜態(tài)成員函數(shù),這很好理解,因為 new 操作符被調(diào)用的時候,對象還未構建)或者是全局函數(shù),函數(shù)的原型如下:

復制代碼代碼如下:

void* operator new(size_t size) throw(std::bad_alloc);

// 這里的 size 為分配的內(nèi)存的總大小

void* operator new[](size_t size) throw(std::bad_alloc);

void operator delete(void* p) throw();

void operator delete[](void* p) throw();

void operator delete(void* p, size_t size) throw();

// 區(qū)別于 new[] 的參數(shù) size,這里的 size 并非釋放的內(nèi)存的總大小

void operator delete[](void* p, size_t size) throw();

另外,我們可以使用不同的參數(shù)來重載 new、delete(或者 new[]、delete[])操作符,例如:

復制代碼代碼如下:

// 第一個參數(shù)仍為 size_t

void* operator new(size_t size, const char* file, int line);

// 此操作符的使用

string* str = new(__FILE__, __LINE__) string;

重載全局的 new、delete(或者 new[]、delete[])操作符會改變所有默認分配行為(包括某個類的分配行為),因此必須小心使用,如果兩個庫都 new 等進行了全局重載,那么就會出現(xiàn)鏈接錯誤(duplicated symbol link error)。而在類中定義的 new、delete(或者 new[]、delete[])操作符只會影響到本類以及派生類。

很多人完全沒有意識到 operator new、operator delete、operator new[]、operator delete[] 成員函數(shù)會被繼承(雖然它們是靜態(tài)函數(shù))。有些時候,我們只想為指定的類設置自定義的 operator new 成員函數(shù),而不希望影響到子類的工作。《Effective C++ Third Edition》提供了如下的方案:

復制代碼代碼如下:

void * Base::operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)

{

// 如果大小不為基類大小

if (size != sizeof(Base))

// 調(diào)用標準的 new 操作符

return ::operator new(size);

自定義大小為基類大小的分配處理

}

這樣處理的一個前提是:認為子類的大小一定大于父類。

對于 operator new[] 來說,我們很難通過上面的方式檢查到底是父類還是子類調(diào)用了操作符。通過 operator new[] 操作符的參數(shù),我們無法得知分配的元素的個數(shù),無法得知分配的每個元素的大小。operator new[] 的參數(shù) size_t 表明的內(nèi)存分配的大小可能大于需要分配的元素的內(nèi)存大小之和,因為動態(tài)內(nèi)存分配可能會分配額外的空間來保存數(shù)組元素的個數(shù)。

2.兼容默認的 new、delete 的錯誤處理方式

這不是個很簡單的事(詳細參考《Effective C++ Third Edition》 Item 51)。operator new 通常這樣編寫:

復制代碼代碼如下:

// 這里并沒有考慮多線程訪問的情況

void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc)

{

using namespace std;

// size == 0 時 new 也必須返回一個合法的指針

if (size == 0)

size = 1;

while (true) {

嘗試進行內(nèi)存的分配

if (內(nèi)存分配成功)

return (成功分配的內(nèi)存的地址);

// 內(nèi)存分配失敗時,查找當前的 new-handling function

// 因為沒有直接獲取到 new-handling function 的辦法,因此只能這么做

new_handler globalHandler = set_new_handler(0);

set_new_handler(globalHandler);

// 如果存在 new-handling function 則調(diào)用

if (globalHandler) (*globalHandler)();

// 不存在 new-handling function 則拋出異常

else throw std::bad_alloc();

}

}

這一些方面是我們需要注意的:operator new 可以接受 size 為 0 的內(nèi)存分配且返回一個有效的指針;如果存在 new-handling function 那么在內(nèi)存分配失敗時會調(diào)用它并且再次嘗試內(nèi)存分配;如果不存在 new-handling function 失敗時拋出 bad_alloc 異常。

要注意的是,一旦設置了 new-handling function 內(nèi)存分配就會無限循環(huán)進行下去,為了避免無限循環(huán)的發(fā)生,new-handling function 必須做以下幾件事中的一件(詳細參考《Effective C++ Third Edition》 Item 49):讓有更多內(nèi)存可用、設置另一個能發(fā)揮作用的 new-handler、刪除當前的 new handler、拋出一個異常(bad_alloc 或者繼承于 bad_alloc)、直接調(diào)用 abort() 或者 exit() 等函數(shù)。

對于 operator delete 的異常處理就簡單一些,只需要保證能夠安全的 delete 空指針即可:

復制代碼代碼如下:

void operator delete(void *rawMemory) throw()

{

// 操作符可以接受空指針

if (rawMemory == 0) return;

釋放內(nèi)存

}

多態(tài)的問題(詳細參考《ISO/IEC 14882》)

前面談到了 new、delete(new[]、delete[])操作符的繼承,這里額外討論一下多態(tài)的問題,顯然我們只需要討論 delete、delete[] 操作符:

復制代碼代碼如下:

struct B {

virtual ~B();

void operator delete(void*, size_t);

};

struct D : B {

void operator delete(void*);

};

void f()

{

B* bp = new D;

delete bp;? //1: uses D::operator delete(void*)

}

通過上面的例子,我們可以看到,delete 時正確的調(diào)用了 D 的 operator delete 操作符。但是同樣的,對于 delete[] 操作符工作就不正常了(因為對于 delete[] 操作符的檢查是靜態(tài)的):

復制代碼代碼如下:

struct B {

virtual ~B();

void operator delete[](void*, size_t);

};

struct D : B {

void operator delete[](void*, size_t);

};

void f(int i)

{

D* dp = new D[i];

delete [] dp;? //uses D::operator delete[](void*, size_t)

B* bp = new D[i];

delete[] bp;? //undefined behavior

}

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