關(guān)于c中的初始化相關(guān)部分,如指針,如全局變量與局部變量默認(rèn)初始化的區(qū)別,如靜態(tài)變量的默認(rèn)初始化,就跳過(guò)。我們從類(lèi)開(kāi)始。
初始化是非常重要的工作,因?yàn)槟愕念?lèi)(確切說(shuō)是對(duì)象,程序)的執(zhí)行過(guò)程就是一系列狀態(tài)變換,而初態(tài)不正確,就不可能到達(dá)正確解了。
面向?qū)ο蟮腸++中的初始化工作,是由構(gòu)造函數(shù)來(lái)完成的,在其他場(chǎng)景可能稱(chēng)為構(gòu)造器。這是大家都明白的。但是,展開(kāi)來(lái),或許您還未必清楚,如,如何設(shè)計(jì)好的默認(rèn)初始化,哪些成員變量只有唯一的初始化形式,組合與繼承的初始化,資源淺拷貝問(wèn)題,無(wú)名對(duì)象的問(wèn)題,特殊需要的初始化(實(shí)例對(duì)象須唯一化)等等。我將在vc7.0上調(diào)試程序,每次調(diào)試一個(gè),談一個(gè)問(wèn)題,試圖給您解釋清楚。愿于您有所幫助。
這次就說(shuō)說(shuō)好的初始化過(guò)程與靜態(tài)成員的初始化。
不管程序員如何,面向?qū)ο蟮腸++中初始化工作是必須的!!你寫(xiě)了一個(gè)類(lèi),沒(méi)有寫(xiě)構(gòu)造函數(shù),但是,系統(tǒng)會(huì)“暗暗的”給你一個(gè)系統(tǒng)默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù),在實(shí)例化對(duì)象的時(shí)候它就會(huì)工作---要知道,一旦你自己定義了構(gòu)造函數(shù),系統(tǒng)就不會(huì)再提供默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
問(wèn)題是,我們應(yīng)該定義自己的構(gòu)造函數(shù)。否則,系統(tǒng)多半是無(wú)法達(dá)到正確的初始狀態(tài)的!
定義好的構(gòu)造函數(shù),應(yīng)該是給出多版本的構(gòu)造函數(shù),作好安全檢查工作。我們下面給出一個(gè)例子,由c++締造者的例子改動(dòng)邇來(lái)。
需要一個(gè)類(lèi),日期Date,它有成員變量day,month,year,執(zhí)行一些相關(guān)操作。如何進(jìn)行初始化工作?我們或許會(huì)見(jiàn)到下面的代碼:
//
class Date {
int d,m,y;
public:
Date(int dd=0,int mm=0,int yy=0)
{
d=dd;
m=mm;
y=yy;
}

//
};
//

這樣的程序沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤,可以工作,但不是正確工作。下面這個(gè)語(yǔ)句會(huì)怎么樣呢?
Date oneday(-2,10,2002);
作簡(jiǎn)單的檢查,如下面的代碼部分。也是于事無(wú)補(bǔ)的。如對(duì)下面的語(yǔ)句仍然是無(wú)能為力的:
Date oneday(29,2,1981);

//
class Date {
int d,m,y;
public:
Date(int dd=0,int mm=0,int yy=0)
{
if(dd>=0&&yy>=0&&mm>=0&&m<=31){//???
d=dd;
m=mm;
y=yy;
}
//else ???
}

//
};
//


更何況,我們可能會(huì)需要用string來(lái)初始化,用char *指針來(lái)初始化:
string s="29/2/1981";
char *p="29/2/1981";
應(yīng)該怎么辦呢?我想你有必要好好審視你的初始化工作了!!!
我們來(lái)看一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例:
Date oneday(29,2,1981);

//
class Date {
int d,m,y;
public:
Date(int dd=0,int mm=0,int yy=0)
{
if(dd>=0&&yy>=0&&mm>=0&&m<=31){//???
d=dd;
m=mm;
y=yy;
}
//else ???
}

//
};
//


我們來(lái)看看實(shí)現(xiàn)部分:
//date.cpp
#include "date.h"
#using <mscorlib.dll>

//靜態(tài)成員的初始化
Date Date::default_date(4,feb,1981);

Date::~Date(void)
{
}
//詳盡的初始化工作的例子
Date::Date(int dd, Month mm, int yy)
{
//(1)
if(dd==0) dd=default_date.day();//test d=default_date.day()
if(mm==0) mm=default_date.month();//test m=default_date.month()
if(yy==0) yy=default_date.year();//test y=default_date.year()
int max;

switch(mm)
{
case feb:
max=28+leapyear(yy);
break;
case apr:case jun:case sep:case nov:
max=30;
break;
case jan:case mar:case may:case jul:case aug:case oct:case dec:
max=31;
break;
default:
throw Bad_date();
}
if(dd<1||max<dd||yy<0) throw Bad_date();

y=yy;
m=mm;
d=dd;
}

void Date::set_default(int d, Month m, int y)
{
Date::default_date=Date(d,m,y);
}

int Date::day(void) const
{
return d;
}

Month Date::month(void) const
{
return m;
}

int Date::year(void) const
{
return y;
}
//測(cè)試函數(shù)
void Date::Test(void)
{
std::cout<<"\n This is a test using class Date. \n"
<<" The date is(day/month/year) :"<<d<<"/"<<m<<"/"<<y
<<std::endl;
std::cout<<"\n Thank you! \n\n";
}

這里,有幾個(gè)需要注意的,就是:
(1)構(gòu)造函數(shù)的版本
Date(int dd=0, Month mm=Month(0), int yy=0);
Date(string s) { /* 省去內(nèi)容*/}
Date(char *p) { /*省去內(nèi)容*/}
(2)靜態(tài)成員提供默認(rèn)的值
//靜態(tài)成員變量
static Date default_date;
//及接口
static void set_default(int d, Month m, int y);
(3)異常管理
//異常類(lèi)(默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),因?yàn)槲覀冎皇菕伋霎惓#踔翛](méi)有標(biāo)志)
class Bad_date{};
(4)構(gòu)造函數(shù)中較好的算法
這些都是我們初始化工作交好的保證!
用下面的文件程序測(cè)試,可得結(jié)果:
//fmain.cpp
#include "date.h"

void main()
{
Date oneDay;
oneDay.Test();
}
/*結(jié)果:

This is a test using class Date.
The date is(day/month/year) :4/2/1981

Thank you!

Press any key to continue
*/

下面回到實(shí)現(xiàn)程序文件date.cpp,看(1)部分的代碼。我后面注釋了三行的代碼。如果我用注釋的代碼換掉程序中的代碼,您覺(jué)得會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果?
我們首先來(lái)看上次遺留的問(wèn)題。
把(1)中的代碼換為注釋部分,或許您一時(shí)還認(rèn)識(shí)不到會(huì)有什么發(fā)生,但最終是通不過(guò)的,調(diào)試拋出異常,信息如下:
未處理的“System.Runtime.InteropServices.SEHException”類(lèi)型的異常出現(xiàn)在 TestInit.exe 中
其他信息:外部組件發(fā)生異常。
This application has requested the Runtime to terminate it in an unusual way.
Please contact the application's support team for more information.
Press any key to continue
我想,您回頭再細(xì)看的話(huà),就會(huì)明白為什么如此了(我們寫(xiě)程序一定要追問(wèn)到底:)。
我們今天要談的是,一些變量只有唯一的初始化形式,通過(guò)例子,告訴您要特別注意。然后,我們就一步一步,來(lái)看資源淺拷貝的問(wèn)題。我相信初學(xué)c++的同學(xué),會(huì)對(duì)“拷貝函數(shù)”有些疑問(wèn),它就是為了解決上述問(wèn)題的;但事實(shí)上,還有一個(gè)隱藏的地方,今天我也想給您指出。
這些程序,可是我特意設(shè)計(jì)的哦。希望可以很方便的認(rèn)識(shí)問(wèn)題所在,與解決之道。
首先,看第一個(gè)例子。在類(lèi)中,這兩類(lèi)變量:
e.g.
Name &name; //引用
const int ID; //常量
它們的初始化形式是唯一的。而且必須由您來(lái)初始化。
看下面的程序:
//human.h
#pragma once

class Name
{
char *name;
public:
//
};
class Human
{
Name &name;
const int ID;//每個(gè)人都唯一的標(biāo)志號(hào)
//
public:
Human(void);
~Human(void);
//
};
//human.cpp
#include "human.h"
#using <mscorlib.dll>

//默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)
Human::Human(void)
{
}

Human::~Human(void)
{
}


寫(xiě)一個(gè)主文件測(cè)試。
但調(diào)試出錯(cuò),錯(cuò)誤信息文件為:
/*----------------------------------------------------------------------------
//Human:error file
------ 已啟動(dòng)生成:項(xiàng)目:TestInit, 配置:Debug Win32 ------
正在編譯...
Human.cpp
Human.cpp(5) : error C2758: “Human::name” : 必須在構(gòu)造函數(shù)基/成員初始值設(shè)定項(xiàng)列表中初始化
e:\NET\Small_code\TestInit\Human.h(13) : 參見(jiàn)“Human::name”的聲明
Human.cpp(5) : error C2758: “Human::ID” : 必須在構(gòu)造函數(shù)基/成員初始值設(shè)定項(xiàng)列表中初始化
e:\NET\Small_code\TestInit\Human.h(14) : 參見(jiàn)“Human::ID”的聲明
fmain.cpp
Date.cpp
正在生成代碼...
生成日志保存在“file://e:\NET\Small_code\TestInit\Debug\BuildLog.htm”中
TestInit - 2 錯(cuò)誤,0 警告
---------------------- 完成 ---------------------
生成:0 已成功, 1 已失敗, 0 已跳過(guò)
--------------------------------------------------------------------------------
*/
因?yàn)檫@里涉及的是僅僅的c++語(yǔ)法,我就不多費(fèi)口舌了,如何改正,希望您能動(dòng)手試試,一定要?jiǎng)邮郑灰氘?dāng)然哦~~~
當(dāng)然,如果您是愛(ài)問(wèn)題的人,我想您可以這樣深究一下:設(shè)計(jì)c++語(yǔ)言時(shí),為什么諸如int類(lèi)型成員變量能提供默認(rèn)初始化,而它們卻不能;從編譯角度,刻意給它們提供如int類(lèi)型般的初始化會(huì)有什么困難和問(wèn)題?
下面詳細(xì)談什么是資源淺拷貝問(wèn)題。沿襲c的習(xí)慣,c++對(duì)系統(tǒng)自分配的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理,但是,用戶(hù)申請(qǐng)的資源,則有用戶(hù)來(lái)釋放。
比如:
userType *p=new userType(/*---*/);
//...
delete p;
//delete釋放一般是不可忘的
單獨(dú)的變量或許對(duì)您來(lái)說(shuō)是不成問(wèn)題的。但在類(lèi)中,這些情況就變的相當(dāng)復(fù)雜。處理不好,您的系統(tǒng)要么就是因?yàn)閮?nèi)存泄露而運(yùn)行不下去,而要么就是異常頻頻發(fā)生。
我們先來(lái)看一些c++的默認(rèn)操作:
//...
class OneClass {
int _value;
public:
OneClass(int _val=0):_value(_val) {}
~OneClass() {}
//...
};
//you may use in this way:
OneClass oneObj(7);
OneClass anotherObj;
anotherObj=oneObj;//(1)
//...
//int Compare(OneClass one,OneClass two);
int k=Compare(oneObj,anotherObj);//(2)
//...
在本程序的場(chǎng)景下,上面的代碼是可以完好工作的,但您清楚(1)與(2)系統(tǒng)都作了什么了嗎?您是否知道,如果您的初始化工作做的不好的話(huà),即使,就沿用上面的初始化習(xí)慣,您的程序很容易就崩潰了呢。
答案是,(1)語(yǔ)句執(zhí)行時(shí),默認(rèn)的,系統(tǒng)試圖把oneObj的資源全部copy給anotherObj,但用戶(hù)申請(qǐng)的資源(new來(lái)的:),卻傳入的是地址;(2)語(yǔ)句的默認(rèn)形參傳遞遵循同樣的規(guī)則。
當(dāng)然這與java與c#是不同的,因?yàn)閖ava與c#的對(duì)象是引用類(lèi)型。而c++,除非您強(qiáng)行定義為引用類(lèi)型的,它就不是。
我們來(lái)看下面的例子,第一遍我建議您只看程序,不要往下看,看您能否發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題。
//human.h
#pragma once

#define NULL 0

class Name
{
char *name;
public:
Name(char *_name=NULL):name(_name) {}
~Name() { }

char *getName(){ return name;}

};
class Human
{
Name *name;//
int ID; //唯一化標(biāo)志
public:
Human(int id=0,char *_name=NULL);
~Human(void);

int getID()const { return ID;}
Name *getName() { return name;}
};

//human.cpp
#include "human.h"
#using <mscorlib.dll>

Human::Human(int id,char *_name):ID(id)
{
name=new Name(_name);//初始化:指針
}

Human::~Human(void)
{
delete name;//析構(gòu)時(shí)釋放資源
}

//fmain.cpp
#include <iostream>
#include "human.h"

void main()
{
//測(cè)試程序
try{
Human lily(11100120,"lily");
Human lucy=lily;
}
catch(
)
{//如果有any異常
std::cout<<"\n Unknown Exception
\n";
}
}

//請(qǐng)回頭看程序,您覺(jué)得一切都好嗎?
事實(shí)上,調(diào)試過(guò)程中,等三個(gè)異常忽略后,就會(huì)得到下面的結(jié)果:
/*
After three exceptions occured you get :
Unknown Exception...
Press any key to continue
*/
為什么?
看這幾行代碼:
Human lily(11100120,"lily");
Human lucy=lily;
雖然一開(kāi)始,我就給了小例子,形式一樣,那個(gè)沒(méi)問(wèn)題。何以這個(gè)就不行了呢?因?yàn)轭?lèi)的定義不同。
由c++工作的機(jī)理,這行
Human lucy=lily;
是把lily的資源拷貝給lucy(lucy是不調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的),可是,因?yàn)槠渲械膎ame是用戶(hù)申請(qǐng)的資源,并不能把它也拷貝過(guò)去,而是直接傳了地址。這樣,您知道嗎,lucy.name和lily.name的地址是一樣的。
于是,當(dāng)一個(gè)的析構(gòu)函數(shù)調(diào)用后,name所指向的資源已被釋放掉了的。而另外一個(gè)類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)又去釋放,問(wèn)題來(lái)了---程序崩潰了!
這就是淺拷貝問(wèn)題---“淺”的不完全的拷貝:)。
找到原因,我們就辦法。解決的辦法是,這份工作自己來(lái)做!
寫(xiě)一個(gè)拷貝賦值操作(public):
形式為: className &operator=(className &obj){ /*...*/}
您看下面的解決辦法和結(jié)果:
/*

If you add
in class Human(public):

Human &operator=(Human &human){
if(this!=&human){
ID=human.getID();
name=new Name(human.getName()->getName());
return *this;
}
}
OK,and you get:

Press any key to continue

That is what we want!
*/

下面的例子,是拷貝函數(shù)的問(wèn)題,在上面的基礎(chǔ)上,我改動(dòng)了一下程序的結(jié)構(gòu),
定義了一個(gè)名空間。
具體的問(wèn)題分析我留給下次,您就有機(jī)會(huì)細(xì)細(xì)的看了。您是否一切都清楚了?
您可以解決這個(gè)問(wèn)題嗎?
//human.h
#pragma once
#using <mscorlib.dll>
namespace Humanbeing
{
#define NULL 0

class Name
{
char *name;
public:
Name(char *_name=NULL):name(_name) {}
~Name() { }

char *getName(){ return name;}

};
class Human
{
Name *name; //
int ID; //唯一的標(biāo)志
public:
Human(int id=0,char *_name=NULL):ID(id)
{
name=new Name(_name);//申請(qǐng)資源
}
~Human(void)
{
delete name;//釋放資源
}

//拷貝賦值操作
Human &operator=(Human &human){
if(this!=&human){
ID=human.getID();
name=new Name(human.getName()->getName());
return *this;
}
}
int getID()const { return ID;}
Name *getName() { return name;}
};

//名空間里的函數(shù)
bool IsSameMan(Human one,Human another)
{
if(one.getID()==another.getID())
return true;
else return false;
}

}

//測(cè)試文件
#include <iostream>
#include "human.h"
void main()
{
using namespace Humanbeing;
try{
Human lily(11100120,"lily");
Human lucy=lily;

if(IsSameMan(lucy,lily))
{
std::cout<<"\n They are the same one.\n";
}else
std::cout<<"\n No,they're not the same one.\n";

}
catch(
)
{
std::cout<<"\n Unknown Exception
\n";
}
}

調(diào)試結(jié)果呢,是連續(xù)六個(gè)異常后,出現(xiàn):
After six exceptions occured you get :
They are the same one.
Unknown Exception...
Press any key to continue
為什么(上次異常是三個(gè),這次是六個(gè),可以解釋嗎)?怎么辦?