第一个程序: 这个程序不是很好的,运行的时候出现的一些问题,关于问题的原因注释有阐述。第二个程序是第一个程序的修改版。第一个程序的代码如下: strngbad.h文件的代码:
#include <iostream> #ifndef STRNGBAD_H_ #define STRNGBAD_H_
/**//* 这个StringBad类中的问题是由自动定义的隐式成员函数引起的,这种函数的行为与类设计不符。 * StringBad类中的问题是由隐式复制构造函数和隐式复制操作符引起的。 * 隐式地址操作符返回调用对象的地址(即this指针的值)。如果没有提供任何构造函数,C++将创建 * 默认构造函数。也就是说,编译器将提供一个不接受任何参数,也不执行任何操作的构造函数,这 * 是因为创建对象时总是会调用构造函数。如果定义了构造函数,C++将不会定义默认构造函数。如 * 果希望在创建对象时显式地对它进行初始化,或需要创建对象数组时,则必须显示地定义默认构造 * 函数。这种构造函数没有任何参数,但可以使用它来设置特定的值。带参数的构造函数也可以是 * 默认构造函数,只要所有参数都有默认值。 */ class StringBad { private: /**//* 这里使用char指针(而不是char数组)来表示姓名。这意味着类声明没有为字符串本身分配 * 存储空间,而是在构造函数中使用new来为字符串分配空间。这避免了在类声明中预先定义 * 字符串的长度。 */ char * str; //pointer to string int len; //length of string /**//* 这里,将num_strings成员声明为静态存储类。静态类成员有一个特点:无论创建了多少对象, * 程序都只创建一个静态类副本。也就是说,类的所有对象共享一个静态成员。 */ static int num_strings; //number of objects public: StringBad(const char * s); //constructor StringBad(); //default constructor ~StringBad(); //destructor //friend function friend std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const StringBad & st); }; #endif
strngbad.cpp文件的代码
#include <cstring> #include "strngbad.h" using namespace std; /**//* 下面这条语句将镜头成员num_strings的值初始化为0。不能在类声明中初始化静态成员变量。 * 这是因为声明描述了如何分配内存,但并不分配内存。你可以使用这种格式来创建对象,从 * 而分配和初始化内存。对于静态类成员,可以在类声明之外使用单独的语句来进行初始化。 */ int StringBad::num_strings=0;
StringBad::StringBad(const char * s) { len=strlen(s); str=new char[len+1]; strcpy(str,s); num_strings++; cout<<num_strings<<": \""<<str<<"\" object created\n"; } StringBad::StringBad() { len=4; str=new char[4]; strcpy(str,"C++"); num_strings++; cout<<num_strings<<": \""<<str<<"\" default object created\n"; } StringBad::~StringBad() { cout<<"\""<<str<<"\" object deleted, "; --num_strings; cout<<num_strings<<" left\n"; /**//* delete语句是至关重要的。str成员指向new分配的内存。当StringBad对象过期时,str指针也将过期。 * 但str指向的内存仍被分配,除非使用delete将其释放。删除对象可以释放对象本身占用的内存,但并 * 不能自动释放属于对象成员的指针指向的内存。因此,必须使用析构函数。在析构函数中使用delete * 语句可确保对象过期,由构造函数使用new分配的内存被释放。 */ delete [] str; } std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const StringBad & st) { os<<st.str; return os; }
vegnews.cpp文件的代码
#include <iostream> using namespace std; #include "strngbad.h"
void callme1(StringBad &); void callme2(StringBad);
/**//* 输出中出现的各种非标准字符随系统而异,这些字符表明,StringBad类名副其实(是一个糟糕的类)。 * 另一种迹象是对象计数为负。在使用较新的编译器和操作系统的机器上运行时,该程序通常会在显示 * 有关还有-1个对象的信息之前中断,而有些这样的机器将报告通用保护错误(GPF)。GPF表明程序 * 试图访问禁止它访问的内存单元,这是另一种糟糕的信号。 */ int main() { StringBad headline1("Celery Stalks at Midnight"); StringBad headline2("Lettuce Prey"); StringBad sports("Spinach Leaves Bowl for Dollars"); cout<<"headline1: "<<headline1<<endl; cout<<"headline2: "<<headline2<<endl; cout<<"sports: "<<sports<<endl; callme1(headline1); cout<<"headline1: "<<headline1<<endl<<endl; /**//* 这里callme2()按值(而不是引用)传递headline2,结果表明这是一个严重的问题! * 这里,将headline2作为函数参数来传递从而导致析构函数被调用。其次,虽然按 * 值传递可以防止原始参数被修改,但实际上函数已使原始字符串无法识别,导致 * 显示一些非标准字符(显示的具体内存取决于内存中包含的内容)。 */
/**//* 出现乱码的原因在于隐式地复制构造函数是按值进行复制的。那么复制str的时候 * 复制并不是字符串,而是一个指向字符串的指针。这通常是内存管理不善的表现。 * 解决类设计中这种问题的方法时进行深度复制(deep copy)。也就是说,复制构造 * 函数应当复制字符串并将副本的地址赋给str成员,而不仅仅是复制字符串地址。 * 这样每个对象都有自己的字符串,而不是引用另一个对象的字符串,调用析构函数 * 时都将释放不同的字符串,而不会试图去释放已经被释放的字符串。 */ callme2(headline2); cout<<"headline2: "<<headline2<<endl<<endl; cout<<"Initialize one object to another:\n"; /**//* 这是用的是哪个构造函数呢?不是默认构造函数,也不是参数为const char *的构造函数。记住, * 这种形式的初始化等效于下面的语句:StringBad sailor=StringBad(sports); //constructor using sports * 因为sports的类型为StringBad,因此相应的构造函数原型应该如下:StringBad(const StringBad &); * 当使用一个对象来初始化另一个对象时,编译器将自动生成上述构造函数(称为复制构造函数,因为它创建对象 * 的一个副本)。自动生成的构造函数不知道需要更新静态变量num_strings,因此会将计数方案搞乱。实际上, * 这个例子说明的所有问题都是由编译器自动生成的成员函数引起的。 */ StringBad sailor=sports; cout<<"sailor: "<<sailor<<endl; cout<<"Assign one object to another: \n"; StringBad knot; knot=headline1; cout<<"knot: "<<knot<<endl; /**//* 因为自动存储对象被删除的顺序与创建顺序相反。所以最先删除的3个对象是knots、sailor和sport。 * 这里,计数变得奇怪。实际上,计数异常是一条线索。因为每个对象被构造和析构一次,因此调用 * 构造函数的次数应当与析构函数的调用次数相同。对象计数(num_strings)递减的次数比递增次数多2, * 这表明使用了不将num_string递增的构造函数创建了两个对象。类定义声明并定义了两个构造函数 * (这两个构造函数都使num_strings递增),但结果表明程序使用了3个构造函数。 */ cout<<"End of main()\n"; return 0; } void callme1(StringBad & rsb) { cout<<"String passed by reference: \n"; cout<<" "<<rsb<<"\"\n"; } void callme2(StringBad sb) { cout<<"String passed by value: \n"; cout<<" \""<<sb<<"\"\n"; }
第二个程序: 关于类的new和delete有个较为清晰的阐述。 string1.h文件的代码如下:
//string1.h -- fixed and augmented string class definition #include <iostream> using std::ostream; using std::istream;
/**//* 如果编译器没有实现布尔类型的话,可以使用int代替bool,0代替false,1代替true。 * 如果编译器不支持静态类常量,可以用枚举来定义CINLIM。enum{CINLIM = 90}; */
#ifndef STRING1_H_ #define STRING1_H_ class String { private: char * str; //pointer to string int len; //length of string static int num_strings; //number of objects /**//* 原语句是static const int CINLIM=80;但是我的vc6编译不通过,所以就改成这样的形式 * class A * { * static const int a; * }; * const int A::a = 10; * 只有基本数字类型(书上说的是整型,但有些编译器支持float等类型)的static const变量 * 才可以在类体内初始化,关于static const成员变量,不同的编译器在具体实现上也有些差异 * 定义常量只有两种方式,一是上述的,二是enum。 */ static const int CINLIM; // cin input limit public: // constructors and other methods String(const char * s); //constructor String(); //default constructor String(const String &); //copy constructor ~String(); int length()const {return len;} // overloaded operator methods String & operator=(const String &); String & operator=(const char * s); char & operator[](int i); const char & operator[](int i)const; // overloaded operator friends // vc6对友元支持不是很好,上网查了一些资料,解决办法可查看如下网址 // http://www.cppblog.com/kangnixi/archive/2010/02/15/107852.html friend bool operator< (const String &st1,const String &st2); friend bool operator> (const String &st1,const String &st2); friend bool operator== (const String &st1,const String &st2); friend ostream & operator<< (ostream & os,const String & st); friend istream & operator>> (istream & is,String & st); // static function static int HowMany(); }; #endif
string1.cpp文件的代码如下:
//string1.cpp -- String class methods #include <cstring> #include "string1.h" //includes<iostream> using std::cin; using std::cout;
// initializing static class member int String::num_strings = 0; const int String::CINLIM=80; // static method int String::HowMany() { return num_strings; }
// class methods // 程序使用构造函数String(const char *)来创建一个临时String对象,其中包含temp中的字符串拷贝 String::String(const char * s) //construct String from C string { len = strlen(s); //set size str = new char[len+1]; //allot storage strcpy(str,s); //initialize pointer num_strings++; //set object count }
/**//* 这是新的默认构造函数,读者可能会问,为什么代码为:str = new char[1];而不是:str = new char; * 上面两种方式分配的内存量相同,区别在于前者与类析构函数兼容,而后者不兼容。析构函数中包含如下 * 代码:delete [] str;delete[]与使用new []初始化的指针和空指针都兼容。因此对于下述代码: * str = new char[1]; * str[0]='\0'; * 可修改为:str = 0; // sets str to the null pointer * 对于以其他方式初始化的指针,使用delete[]时,结果将是不确定的。 */ String::String() //default constructor { len = 4; str = new char[1]; str[0]='\0'; //default string num_strings++; }
String::String(const String & st) { num_strings++; //handle static member update len = st.len; //same length str = new char [len+1]; //allot space strcpy(str,st.str); //copy string to new location }
String::~String() //necessary destructor { --num_strings; //required delete [] str; //required }
// overloaded operator methods // assign a String to a String String & String::operator=(const String & st) { if(this == &st) return *this; delete [] str; len=st.len; str=new char[len+1]; strcpy(str,st.str); return *this; }
// assign a C string to a String // 下面函数为提高处理效率,这样就能够直接使用常规字符串,不用创建和删除临时对象了。 String & String::operator=(const char * s) { // 一般来说,必须释放str指向的内存,并为新字符串分配足够的内存。 delete [] str; len =strlen(s); str=new char[len+1]; strcpy(str,s); return *this; }
// read-write char access for non-const String char & String::operator[](int i) { return str[i]; } //read-only char access for const String const char & String::operator[](int i)const { return str[i]; }
//overloaded operator friends /**//* 要实现字符串比较函数,最简单的方法是使用标准的strcmp()函数。如果按照字母顺序, * 第一个参数位于第二个参数之前,则该函数返回一个负值;如果两个字符串相同,则返回 * 0;如果第一个参数位于第二个参数之后,则返回一个正值 */ bool operator<(const String &st1,const String &st2) { return(strcmp(st1.str,st2.str)<0); } bool operator>(const String &st1,const String &st2) { return st2.str<st1.str; } bool operator==(const String &st1,const String &st2) { return(strcmp(st1.str,st2.str)==0); } // simple String output ostream & operator<<(ostream & os,const String & st) { os<<st.str; return os; } // quick and dirty String input /**//* 重载>>操作符提供了一种将键盘输入行读入到String对象中的简单方法。它假定输入的字符数不多于 * String::CINLIM的字符数,并丢弃多余的字符。在if条件下,如果由于某种原因(如到达文件尾,或 * get(char *,int)读取的是一个空行)导致输入失败,istream对象的值将置为false。 */ istream & operator>> (istream & is,String & st) { char temp[String::CINLIM]; is.get(temp,String::CINLIM); if(is) st=temp; // 上面的式子在vc6编译下,发生如下错误代码 // error C2678: binary '=' : no operator defined which takes a left-hand operand // of type 'const class String' (or there is no acceptable conversion) // 原来是我不小心看错,将st声明为const String &类型了 while(is && is.get()!= '\n') continue; return is; }
saying1.cpp文件的代码如下:
// saying1.cpp -- using expanded String class // compile with string1.cpp #include <iostream> #include "string1.h" using namespace std; const int ArSize = 10; const int MaxLen = 81; int main() { String name; cout<<"Hi, what's your name?\n>> "; cin>>name;
cout<<name<<", please enter up to "<<ArSize<<" short sayings <empty line to quit>:\n"; String sayings[ArSize]; //array of objects char temp[MaxLen]; //temporary string storage int i; for(i=0;i<ArSize;i++) { /**//* 较早的get(char *,int)版本在读取空行后,返回的值不为false。不过,对于这些版本来说 * 如果读取了一个空行,则字符串中第一个字符将是一个空字符。这个范例使用了下述代码: * if(!cin||temp[0]=='\0') //empty line? * break; //i not incremented * 如果实现遵循了最新的C++标准,则if语句中的第一个条件将检测到空行,第二个条件用于 * 旧版本实现中检测空行。 */ cout<<i+1<<": "; cin.get(temp,MaxLen); while(cin && cin.get()!='\n') continue; if(!cin || temp[0] == '\0') // empty line break; //i not incremented else sayings[i]=temp; //overloaded assignment } int total=i; //total # of lines read
cout<<"Here are your sayings:\n"; for(i=0;i<total;i++) cout<<sayings[i][0]<<": "<<sayings[i]<<endl;
int shortest=0; int first=0; for(i=1;i<total;i++) { if(sayings[i].length()<sayings[shortest].length()) shortest=i; if(sayings[i]<sayings[first]) first=i; } cout<<"Shortest saying:\n"<<sayings[shortest]<<endl; cout<<"First alphabetically:\n"<<sayings[first]<<endl; cout<<"This program used "<<String::HowMany()<<" String objects. Bye.\n";
return 0; }
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