C 中動態記憶體分配引發問題的解決方案

2021-05-21 14:19:27 字數 4670 閱讀 8663

假設我們要開發乙個string類,它可以方便地處理字串資料。我們可以在類中宣告乙個陣列,考慮到有時候字串極長,我們可以把陣列大小設為200,但一般的情況下又不需要這麼多的空間,這樣是浪費了記憶體。對了,我們可以使用new操作符,這樣是十分靈活的,但在類中就會出現許多意想不到的問題,本文就是針對這一現象而寫的。現在,我們先來開發乙個wrong類,從名稱上看出,它是乙個不完善的類。的確,我們要刻意地使它出現各種各樣的問題,這樣才好對症下藥。好了,我們開始吧!

wrong.h:

#ifndef wrong_h_

#define wrong_h_

class wrong

;#endif

wrong.cpp:

#include <iostream>

#include <cstring>

#include "wrong.h"

using namespace std;

wrong::wrong(const char * s)

//拷貝資料

wrong::wrong()

wrong::~wrong()

ostream & operator<<(ostream & os, const wrong & st)

test_right.cpp:

#include <iostream>

#include <stdlib.h>

#include "wrong.h"

using namespace std;

int main()

執行結果:

天極網請按任意鍵繼續. . .

大家可以看到,以上

程式十分正確,而且也是十分有用的。可是,我們不能被表面現象所迷惑!下面,請大家用test_wrong.cpp檔案替換test_right.cpp檔案進行編譯,看看結果。有的編譯器可能就是根本不能進行編譯!

test_wrong.cpp:

#include <iostream>

#include <stdlib.h>

#include "wrong.h"

using namespace std;

void show_right(const wrong&);

void show_wrong(const wrong);//注意,引數非引用,而是按值傳遞。

int main()

void show_right(const wrong& a)

void show_wrong(const wrong a)

執行結果:

下面分別輸入三個範例:

第乙個範例。

第二個範例。

第三個範例。

第乙個範例。

這個字串將被刪除:第乙個範例。

使用正確的函式:

第二個範例。

第二個範例。

使用錯誤的函式:

第二個範例。

這個字串將被刪除:第二個範例。

這個字串將被刪除:?=

?=wrong2: 第三個範例。

wrong3: 第四個範例。

下面,程式結束,析構函式將被呼叫。

這個字串將被刪除:第四個範例。

這個字串將被刪除:第三個範例。

這個字串將被刪除:?=

這個字串將被刪除:x =

這個字串將被刪除:?=

這個字串將被刪除:

現在,請大家自己試試執行結果,或許會更加慘不忍睹呢!下面,我為大家一一分析原因。

一:複製建構函式。

二:賦值函式。

我們先來講複製建構函式。什麼是複製建構函式呢?比如,我們可以寫下這樣的**:wrong test1(test2);這是進行初始化。我們知道,初始化物件要用建構函式。可這兒呢?按理說,應該有宣告為這樣的建構函式:wrong(const wrong &);可是,我們並沒有定義這個建構函式呀?答案是,c++提供了預設的複製建構函式,問題也就出在這兒。

(1):什麼時候會呼叫複製建構函式呢?(以wrong類為例。)

在我們提供這樣的**:wrong test1(test2)時,它會被呼叫;當函式的引數列表為按值傳遞,也就是沒有用引用和指標作為型別時,如:void show_wrong(const wrong),它會被呼叫。其實,還有一些情況,但在這兒就不列舉了。

(2):它是什麼樣的函式。

它的作用就是把兩個類進行複製。拿wrong類為例,c++提供的預設複製建構函式是這樣的:

wrong(const wrong& a)

在平時,這樣並不會有任何的問題出現,但我們用了new操作符,涉及到了動態記憶體分配,我們就不得不談談淺複製和深複製了。以上的函式就是實行的淺複製,它只是複製了指標,而並沒有複製指標指向的資料,可謂一點兒用也沒有。打個比方吧!就像乙個朋友讓你把乙個

程式通過

網路發給他,而你大大咧咧地把快捷方式發給了他,有什麼用處呢?我們來具體談談:

假如,a物件中儲存了這樣的字串:「c++」。它的位址為2000。現在,我們把a物件賦給b物件:wrong b=a。現在,a和b物件的str指標均指向2000位址。看似可以使用,但如果b物件的析構函式被呼叫時,則位址2000處的字串「c++」已經被從記憶體中抹去,而a物件仍然指向位址2000。這時,如果我們寫下這樣的**:cout<<a<<endl;或是等待程式結束,a物件的析構函式被呼叫時,a物件的資料能否顯示出來呢?只會是亂碼。而且,程式還會這樣做:連續對位址2000處使用兩次delete操作符,這樣的後果是十分嚴重的!

本例中,有這樣的**:

wrong* wrong1=new wrong(test1);

cout<<*wrong1<<endl;

delete wrong1;

假設test1中str指向的位址為2000,而wrong中str指標同樣指向位址2000,我們刪除了2000處的資料,而test1物件呢?已經被破壞了。大家從執行結果上可以看到,我們使用cout<<test1時,一點反應也沒有。而在test1的析構函式被呼叫時,顯示是這樣:「這個字串將被刪除:」。

再看看這段**:

cout<<"使用錯誤的函式:"<<endl;

show_wrong(test2);

cout<<test2<<endl;//這一段**出現嚴重的錯誤!

show_wrong函式的引數列表void show_wrong(const wrong a)是按值傳遞的,所以,我們相當於執行了這樣的**:wrong a=test2;函式執行完畢,由於生存週期的緣故,物件a被析構函式刪除,我們馬上就可以看到錯誤的顯示結果了:這個字串將被刪除:?=。當然,test2也被破壞了。解決的辦法很簡單,當然是手工定義乙個複製建構函式嘍!人力可以勝天!

wrong::wrong(const wrong& a)

我們執行的是深複製。這個函式的功能是這樣的:假設物件a中的str指標指向位址2000,內容為「i am a c++ boy!」。我們執行**wrong b=a時,我們先開闢出一塊記憶體,假設為3000。我們用strcpy函式將位址2000的內容拷貝到位址3000中,再將物件b的str指標指向位址3000。這樣,就互不干擾了。

wrong wrong3;

wrong3=test4;

經過我前面的講解,大家應該也會對這段**進行尋根摸底:憑什麼可以這樣做:wrong3=test4???原因是,c++為了使用者的方便,提供的這樣的乙個操作符過載函式:operator=。所以,我們可以這樣做。大家應該猜得到,它同樣是執行了淺複製,出了同樣的毛病。比如,執行了這段**後,析構函式開始大展神威^_^。由於這些變數是後進先出的,所以最後的wrong3變數先被刪除:這個字串將被刪除:第四個範例。很正常。最後,刪除到test4的時候,問題來了:這個字串將被刪除:?=。原因我不用贅述了,只是這個賦值函式怎麼寫,還有一點兒學問呢!大家請看:

平時,我們可以寫這樣的**:x=y=z。(均為整型變數。)而在類物件中,我們同樣要這樣,因為這很方便。而物件a=b=c就是a.operator=(b.operator=(c))。而這個operator=函式的引數列表應該是:const wrong& a,所以,大家不難推出,要實現這樣的功能,返回值也要是wrong&,這樣才能實現a=b=c。我們先來寫寫看:

wrong& wrong::operator=(const wrong& a)

是不是這樣就行了呢?我們假如寫出了這種**:a=a,那麼大家看看,豈不是把a物件的資料給刪除了嗎?這樣可謂引發一系列的錯誤。所以,我們還要檢查是否為自身賦值。只比較兩物件的資料是不行了,因為兩個物件的資料很有可能相同。我們應該比較位址。以下是完好的賦值函式:

wrong& wrong::operator=(const wrong& a)

把這些**加入程式,問題就完全解決,下面是執行結果:

下面分別輸入三個範例:

第乙個範例

第二個範例

第三個範例

第乙個範例

這個字串將被刪除:第乙個範例。

第乙個範例

使用正確的函式:

第二個範例。

第二個範例。

使用錯誤的函式:

第二個範例。

這個字串將被刪除:第二個範例。

第二個範例。

wrong2: 第三個範例。

wrong3: 第四個範例。

下面,程式結束,析構函式將被呼叫。

這個字串將被刪除:第四個範例。

這個字串將被刪除:第三個範例。

這個字串將被刪除:第四個範例。

這個字串將被刪除:第三個範例。

這個字串將被刪除:第二個範例。

這個字串將被刪除:第乙個範例。

C 中動態記憶體分配引發問題的解決方案

出處 天極網 假設我們要開發乙個string類,它可以方便地處理 字串資料。我們可以在類中宣告乙個陣列,考慮到有時候字串極長,我們可以把陣列大小設為200,但一般的情況下又不需要這麼多的空間,這樣是浪費了記憶體。對了,我們可以使用new操作符,這樣是十分靈活的,但在類中就會出現許多意想不到的問題,本...

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