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C++培训
关于C++中编译器你不知道的事

       一、初始化与初始赋值

    首先说说类的初始化与初始赋值之前的区别,这也许里面可能有我们不知道的事情。

    其实类初始化与初始赋值还是有区别的。

    1 class People{

    2 public:

    3 People(std::string name,int age,int height);

    4 private:

    5 std::string m_sName;

    6 int m_iAge;

    7 int m_iHeight;

    8 }

    9 //赋值

    10 People::People(std::string name,int age,int height)

    11 {

    12 m_sName=name;

    13 m_iAge=age;

    14 m_iHeight=height;

    15 }

    16 //初始化列表

    17 People::People(std::string name,int age,int height)

    18 :m_sName(name),m_iAge(age),m_iHeight(height)

    19 {}

    C++规定,对象的成员变量初始化动作发生在进入构造函数本体之前。在构造函数内成员变量赋值都不是初始化,而是赋值。

    赋值时首先调用默认构造函数为m_sName,m_iAge,m_iHeight赋初始值,然后在立刻调用赋值操作符进行赋新值。

    成员初始列表是将各个成员变量实参都作为复制构造函数的实参。

    所以看出赋值相对于初始化,多了一步就是使用赋值操作符进行赋值。所以初始化的效率比赋值的效率高多了。但是对于内置类型,它们效率是一样的。

    二、空类

    想想你如果声明一个空类,C++编译器会对它做什么呢?编译器就会为它声明一个复制构造函数,赋值操作符和一个析构函数,以及默认构造函数。所有这些函数都是public而且inline函数。

    编译器写的赋值构造函数和赋值操作符,只是单纯地将来源对象的每个non-static变量拷贝到目标对象,具体是进行位拷贝。

    如果声明了一个构造函数,编译器是不会创建默认构造函数。

    如果不希望类支持拷贝构造函数与赋值操作符怎么办?不声明?按照上面说明编译器会自动帮你生成。那么可以将它们声明为private,这样阻止编译器自动生成拷贝构造函数(public)。private成功阻止他人使用,但是这并不安全。因为类成员函数以及友元函数还是可以调用private的拷贝构造函数和赋值操作符。

    如果只在private下声明拷贝函数和赋值操作符,在有人通过类成员函数去以及member函数去调用它,会获得一个连接错误。那么这里能不能将错误在编译的时候体现出来呢?这里只用将拷贝函数声明为private,并且不在自身,就可以办到了。显然继承一个拷贝函数和赋值操作符为private的基类就办到了,基类如下:

    1 class NonCopyable{

    2 protected:

    3 NonCopyable (){}

    4 ~ NonCopyable (){}

    5 private:

    6 NonCopyable (const NonCopyable &);

    7 NonCopyable & operater=(const NonCopyable &);

    8 };

    原因是类成员函数或者友元函数尝试拷贝对象,编译器便会尝试生成一个复制构造函数与赋值操作符,并会调用基类的对应函数,但是会被拒绝,因为基类这些函数是private.

    三、++函数

    下面说说“*++”与“++*”中你不知道的事情,C++规定后缀形式自加函数有一个int类型参数,当函数被调用时,便其一传递一个0作为int参数的值传递给该函数,而前缀形式自己函数,类型参数没有要求,所以这样就能区分一个++函数是前缀形式与后缀形式了,具体代码如下:

    1 class UPInt{

    2 public

    3 UPInt& operator++( ) ; //++ 前缀

    4 const UPInt operator++( int ); //++后缀

    5 UPInt& operator --( ); // --前缀

    6 const UPInt operator --( int ) //--后缀

    7 UPInt& operator +=( int ); //

    8 …

    9 };

    10

    11 UPInt & UPInt::operator++( )

    12 {

    13 *this += 1;

    14 return *this;

    15 }

    16

    17 const UPInt UPInt :: operator++( int )

    18 {

    19 UPInt oldValue = *this;

    20 ++(*this);

    21 return oldValue;

    22 }

    后缀函数使用返回参数类型const,是为了避免下面代码生效

    1 UPInt i; 2 i++++;这个时候第一次调用++返回cosnt对象,并再次调用然后这个函数是non-const成员函数,所以const对象无法调用这个函数,那么i++++就无法生效了。

    这里说说效率问题,我们可以看到后缀++函数建立一个临时对象以作为它返回值,这个临时对象经过构造并在最后被析构。而前缀++函数没有这样的临时变量,并且没有那样的操作。所以如果我们在程序中使用前缀++效率会更加高一些,没有了临时变量的构造与析构的动作。

    四、虚析构函数

    带有多态性质的base class应该声明一个virtual析构函数。

    为什么这么说呢?看下面例子

    class base { … } class derived:public base {… } base * p= new derived;

    假设这里基类的析构函数不是virtual,当使用完p指针,我们删除它的时候,想想会发生什么,因为基类的析构函数是non-virtual所以不会发生多态直接调用基类析构函数,仅仅删除继承类中基类那部分内容,那么继承类对象其他内存没有被销毁,从而资源泄漏。

    如果将其声明为virtual,那么就会发生多态,调用的是指向继承类的指针,那么就会销毁的是整个继承类象。

    五、传递方式用引用

    缺省情况下C++以值传递方式传递对象至函数。函数参数都是以实际实参的复件为初值,而调用端所获得的是函数返回值的一个附件。这些复件都是由拷贝构造函数产出。看如下例子

    1 class Person{

    2 public:

    3 Person();

    4 virtual ~Person();

    5 …

    6 private:

    7 std::string name;

    8 std::string address;

    9 }

    10

    11 class Student:public Person{

    12 public:

    13 Student();

    14 ~Student();

    15 …

    16 private:

    17 std::string schoolName;

    18 std::string schoolAddress;

    19 };

    那么如果有一个函数验证是否为学生

    1 bool validateStudent(Student s);

    2 Student plato;

    3 bool platoIsOK=validateStudent(plato);

    分析这3行代码,编译器到底做了什么?首先调用Student的copy构造函数,然后以plato为蓝本将s初始化,当validateStudent返回被销毁,所以成本为“一次Student copy构造函数调用,加上一次Student析构函数调用”.

    Student对象内部有两个string对象,所以构造了两个string对象。Student继承自Person对象,里面又有两个string对象。所以by value方式传递一个Student对象,总体成本是“六次构造函数和六次析构函数”!

    以by reference方式传递参数也可避免对象切割问题。当一个derived class对象以by value方式传递并被视为一个base class对象,base class的copy构造函数会被调用,造成像derived class对象全被切割掉了,仅仅留下base class对象。看如下代码通过传递引用参数完成多态

    class Window{ public: … std::string name() const;

    virtual void display() const; };

    class WindowWithScrollBars:public Window{ public: … virtual void display() const;

    };

    //传入Windos类型,调用其display函数 //传入WindowWithScrollBars类型,调用其display函数 //体现多态 void printNameAndDispaly(const Window& w)

    { std::cout《w.name();

    w.display();

    }

    窥视C++编译器的底层,reference往往以指针实现出来,因此pass by reference真正传递的是指针。如果对象属于内置型,pass by value往往比pass by reference 效率高些。