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C++中的new/delete、構(gòu)造/析構(gòu)函數(shù)、dynamic_cast分析

2020-01-26 13:27:08
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供稿:網(wǎng)友

1,new 關(guān)鍵字和 malloc 函數(shù)區(qū)別(自己、功能、應(yīng)用):

    1,new 關(guān)鍵字是 C++ 的一部分:

       1,如果是 C++ 編譯器,則肯定可以用 new 申請堆空間內(nèi)存;

    2,malloc 是由 C 庫提供的函數(shù):

       1,如果沒有相應(yīng)的庫,malloc 將不能使用;

       2,有些特殊的嵌入式開發(fā)中,少了 C 庫,則就不能動態(tài)內(nèi)存分配;

    3,new 以具體類型為單位進(jìn)行內(nèi)存分配;

       1,面向?qū)ο笾幸话阌?new,不用 malloc;

    4,malloc 以字節(jié)為單位進(jìn)行內(nèi)存分配;

    5,new 在申請內(nèi)存空間時可進(jìn)行初始化;

       1,觸發(fā)構(gòu)造函數(shù)調(diào)用;

    6,malloc 僅根據(jù)需要申請定量的內(nèi)存空間;

       1,對象的創(chuàng)建只能用 new,malloc 不適合面向?qū)ο箝_發(fā);

2,下面代碼輸出什么?為什么?見 new 和 malloc 的區(qū)別編程實驗:

#include <iostream>#include <string>#include <cstdlib>using namespace std;class Test{  int* mp; //為了說明 free() 可能造成內(nèi)存泄漏問題而添加的成員變量;public:  Test()  {    cout << "Test::Test()" << endl;    mp = new int(100); // 申請 4 個字節(jié)堆空間并初始化為 100;    cout << *mp << endl;  }  ~Test()  {    delete mp; // 析構(gòu)函數(shù)歸還堆空間;但是如果僅僅用 free() 函數(shù)歸還堆空間,這里析構(gòu)函數(shù)沒有調(diào)用,則對象沒有摧毀,那么就造成了堆空間泄漏,這在大型項目開發(fā)中是不可原諒的;    cout << "~Test::Test()" << endl;  }};int main(){  Test* pn = new Test; // 第一步申請堆空間,第二步(申請成功后)在堆空間上調(diào)用構(gòu)造函數(shù)、因為需要初始化;  Test* pm = (Test*)malloc(sizeof(Test)); // 這行代碼運行完后,pm 并沒有指向合法的對象,它僅僅指向一片內(nèi)存空間而已,這個時候這片內(nèi)存空間不能夠成為一片合法的對象,因為就沒有對象;  delete pn; // 動態(tài)歸還堆空間;第一步 delete 觸發(fā)析構(gòu)函數(shù)調(diào)用,摧毀對象,第二步歸還堆空間;在歸還堆空間的時候,要先摧毀掉對象,否則容易出現(xiàn)內(nèi)存泄漏;  free(pm); // 動態(tài)規(guī)劃堆空間;僅歸還堆空間,不觸發(fā)析構(gòu)函數(shù)調(diào)用;這里不能用 delete pm,因為這樣會對非法對象調(diào)用構(gòu)造函數(shù),而對于析構(gòu)函數(shù)中的 delete mp 來說,這樣的影響是深遠(yuǎn)的,不知道什么時候就會帶來 bug,且不可調(diào)試,只能通過“代碼走查”的方式來檢查是不是混用了兩種類型的申請釋放堆空間函數(shù);  return 0;}

1,結(jié)論:

       1,free() 可以釋放由 new 申請來的堆空間,但是 free() 不會進(jìn)行析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用,因此有可能造成內(nèi)存泄漏;

       2,new 和 delete,malloc 和 free 只能匹配使用,不能混用;

3,new 和 malloc 的區(qū)別(自己、功能、應(yīng)用):

    1,new 在所有 C++ 編譯器中都被支持;

    2,malloc 在某些系統(tǒng)開發(fā)中是不能調(diào)用的;

    3,new 能夠觸發(fā)構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用;

    4,malloc 僅分配需要的內(nèi)存空間;

    5,對象的創(chuàng)建只能使用 new;

    6,malloc 不適合面向?qū)ο箝_發(fā);

4,下面的代碼輸出什么?為什么?

    1,代碼示例:

int main(){  Test* pn = new Test; // 調(diào)用構(gòu)造函數(shù);  test* pm = (Test*)malloc(sizeof(Test)); // 僅申請堆空間;  delete pn; // 調(diào)用析構(gòu)函數(shù);  free(pm); // 僅釋放堆空間;   return 0;}

5,delete 和 free 的區(qū)別(自己、功能、應(yīng)用):

    1,delete 在所有 C++ 編譯器中都被支持;

    2,free 在某些系統(tǒng)開發(fā)中是不能調(diào)用;

    3,delete 能夠觸發(fā)析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用;

    4,free 僅歸還之前分配的內(nèi)存空間;

    5,對象的銷毀只能使用 delete;

    6,free 不適合面向?qū)ο箝_發(fā)。

6,構(gòu)造函數(shù)是否可以成為虛函數(shù)?析構(gòu)函數(shù)是否可以成為虛函數(shù)?

7,構(gòu)造函數(shù)不可能成為虛函數(shù):

    1,在構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后,虛函數(shù)表指針才會被正確的初始化;

       1,C++ 里面的多態(tài)是通過虛函數(shù)表和指向虛函數(shù)表指針完成的,虛函數(shù)表指針是由編譯器創(chuàng)建的,同時也是由編譯器進(jìn)行初始化,在構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行結(jié)束之后,虛函數(shù)表的指針才會被正確進(jìn)行初始化;

       2,在構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行的過程當(dāng)中,虛函數(shù)表的指針有可能是沒有被正確初始化的,因為對于虛函數(shù)表和虛函數(shù)表指針的實現(xiàn),對于不同的 C++ 編譯器而言,實現(xiàn)有可能不一樣,但是所有的 C++ 編譯器都會保證在構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后,虛函數(shù)表指針肯定會被正確的初始化,在這之前,是沒有保證的;

       3,所以構(gòu)造函數(shù)不可能成為虛函數(shù),創(chuàng)建一個對象的時候,我們需要構(gòu)造函數(shù)來初始化虛函數(shù)表的指針,因此構(gòu)造函數(shù)相當(dāng)于一個入口點,這個入口點負(fù)責(zé)虛函數(shù)調(diào)用的前期工作,這個入口點當(dāng)然不可能是虛函數(shù);

8,析構(gòu)函數(shù)可以成為虛函數(shù):

    1,析構(gòu)函數(shù)在對象銷毀之前被調(diào)用,對象銷毀之前意味著虛函數(shù)指針是正確的指向?qū)?yīng)的虛函數(shù)表的;

    2,建議在設(shè)計類時將析構(gòu)函數(shù)聲明為虛函數(shù)(工程中設(shè)計一個父類的析構(gòu)函數(shù)為虛函數(shù));

       1,賦值兼容性申請子類對象給父類指針時,當(dāng) delete 作用在指針上時,編譯器會直接根據(jù)指針類型(此時是父類)來調(diào)用相應(yīng)的析構(gòu)函數(shù),若父類加上 virtual,編譯器可以根據(jù)指針指向的實際對象(此時是子類)決定如何調(diào)用析構(gòu)函數(shù)(多態(tài));

9,構(gòu)造、析構(gòu)、虛函數(shù)編程實驗:

#include <iostream>#include <string>using namespace std;class Base{public:  Base() // 若申請為析構(gòu)函數(shù),則編譯器在此處顯示:error:constructors cannot be declared virtual.  {    cout << "Base()" << endl;  }  virtual void func()   {    cout << "Base::func()" << endl;  }  virtual ~Base() // 申請為虛函數(shù)時,編譯器無顯示  {      cout << "~Base()" << endl;  }};class Derived : public Base{public:  Derived()  {    cout << "Derived()" << endl;  }  virtual void func()  {    cout << "Derived::func()" << endl;  }  ~Derived()  {     cout << "~Derived()" << endl;  }};int main(){  Base* p = new Derived();  // ...  delete p; // 期望調(diào)用完子類析構(gòu)函數(shù)再調(diào)用父類的析構(gòu)函數(shù);但是如果父類沒有申請為析構(gòu)函數(shù),則只調(diào)用父類析構(gòu)函數(shù);這是因為此時刪除的是一個父類的指針,由于并沒有將析構(gòu)函數(shù)申請為 virtual,因此在這樣情況下,編譯器直接根據(jù)指針 p 的類型來決定調(diào)用哪一個構(gòu)造函數(shù),由于指針 p 的類型是父類的類型,所以編譯器直接暴力認(rèn)為調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù)就可以了;當(dāng)將父類的虛函數(shù)聲明為 virtual 時,編譯器就不會簡單的根據(jù)指針 p 的類型來簡單調(diào)用父類的或者是子類的析構(gòu)函數(shù)了,這個時候由于析構(gòu)函數(shù)是虛函數(shù),所以在執(zhí)行這行代碼的時候,編譯器會根據(jù)指針 p 指向的實際對象來決定如何調(diào)用析構(gòu)函數(shù),這是多態(tài);  return 0;}

1,工程中設(shè)計一個類作為父類出現(xiàn)時,我們都要將析構(gòu)函數(shù)聲明為虛函數(shù),否 則就有可能產(chǎn)生內(nèi)存泄漏,因為有可能跳過子類析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用,如果子類     析構(gòu)函數(shù)中有釋放資源的操作(動態(tài)內(nèi)存空間),則后果不堪設(shè)想;

10,構(gòu)造函數(shù)中是否可以發(fā)生多態(tài)?析構(gòu)函數(shù)中是否可以發(fā)生多態(tài)?

11,構(gòu)造函數(shù)中(構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用虛函數(shù))不可能發(fā)生多態(tài)行為:

    1,在構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行時,虛函數(shù)表指針未被正確初始化;

12,析構(gòu)函數(shù)中(析構(gòu)函數(shù)中調(diào)用虛函數(shù))不可能發(fā)生多態(tài)行為:

    1,在析構(gòu)函數(shù)執(zhí)行時,虛函數(shù)表指針可能已經(jīng)被摧毀;

13,析構(gòu)函數(shù)和構(gòu)造函數(shù)中(調(diào)用虛函數(shù)時)不能發(fā)生多態(tài)行為,只調(diào)用當(dāng)前類中的函數(shù)版本;

    1,構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)中調(diào)用虛函數(shù)實驗:

#include <iostream>#include <string>using namespace std;class Base{public:  Base()  {    cout << "Base()" << endl;    func();  }  virtual void func()   {    cout << "Base::func()" << endl;  }  virtual ~Base()  {    func();    cout << "~Base()" << endl;  }};class Derived : public Base{public:  Derived()  {    cout << "Derived()" << endl;    func();  }  virtual void func()  {    cout << "Derived::func()" << endl;  }  ~Derived()  {    func();    cout << "~Derived()" << endl;  }};int main(){  Base* p = new Derived(); // 打印 Base(),Base::func(),Derived(),Derived::func(),                  // ...  delete p; // 打印 Derived::func(),~Derived(),Base::func(), ~Base();  return 0;}

14,繼承中如何正確的使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換?

    1,dynamic_cast 是與繼承相關(guān)的類型轉(zhuǎn)換關(guān)鍵字;

    2,dynamic_cast 要求相關(guān)的類中必須有虛函數(shù);

    3,用于有直接或者間接繼承關(guān)系的指針(引用)之間;

       1,指針:

           1,轉(zhuǎn)換成功:得到目標(biāo)類型的指針;

           2,轉(zhuǎn)換失敗:得到一個空指針;

       2,引用:

           1,轉(zhuǎn)換成功:得到目標(biāo)類型的引用;

           2,轉(zhuǎn)換失敗:得到一個異常操作信息;

    4,編譯器會檢查 dynamic_cast 的使用是否正確;

       1,在 C++ 編譯器中得到足夠重視,是非常有地位的一個類型轉(zhuǎn)換關(guān)鍵字;

       2,使用不正確編譯器會報錯;

    5,類型轉(zhuǎn)換的結(jié)果只可能在運行階段才能得到;

       1,動態(tài)的類型轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換結(jié)果運行階段才能得到;

15,dynamic_cast 的使用編程實驗:

#include <iostream>#include <string>using namespace std;class Base{public:  Base()  {    cout << "Base::Base()" << endl;  }  virtual ~Base() // 工程經(jīng)驗;  {    cout << "Base::~Base()" << endl;  }};class Derived : public Base{};int main(){/*     Base* p = new Derived;  Derived* pd = p; // 編譯器顯示:error:invalid conversion from 'Base*' to 'Derived*';           // 未有虛函數(shù)時,用 dynamic_cast 轉(zhuǎn)換,編譯器顯示:error: cannot dynamic_cast 'p' (of type 'class Base*') to type 'Derived*' (source type is not polymorphic(多態(tài)的))           // 有虛函數(shù)且用了 dynamic_cast 也要判斷 pd 不為空;*/  Base* p = new Base;  Derived* pd = dynamic_cast<Derived*>(p); // 不合法,不能使用子類指針,指向父類對象;編譯器編譯階不報錯;但是運行時 pd = 0; 意味著此處強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換不成功;  if( pd != NULL ) // 這樣的判斷很有必要;  {    cout << "pd = " << pd << endl;  }  else  {    cout << "Cast error!" << endl;  }  delete p;  return 0;}

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的C++中的new/delete、構(gòu)造/析構(gòu)函數(shù)、dynamic_cast分析,希望對大家有所幫助,如果大家有任何疑問請給我留言,小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對武林網(wǎng)網(wǎng)站的支持!
如果你覺得本文對你有幫助,歡迎轉(zhuǎn)載,煩請注明出處,謝謝!

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