計算機二級《C++》考點解析：堆和類陣列
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一、建構函式和解構函式
前面的例子已經運用了new和來為類物件分配和釋放記憶體。當使用new為類物件分配記憶體時，編譯器首先用new運算子分配記憶體，然後呼叫類的建構函式;類似的，當使用來釋放記憶體時，編譯器會首先呼叫淚的解構函式，然後再呼叫運算子。
#include iostream.h
class Date
{
int mo,da,yr;
public:
Date() { cout < ~Date() { cout< }
int main()
{
Date* dt = new Date;
cout < dt;
return 0;
}
程式定義了一個有建構函式和解構函式的Date類，這兩個函式在執行時會顯示一條資訊。當new運算子初始化指標dt時，執行了建構函式，當運算子釋放記憶體時，又執行了解構函式。
程式輸出如下：
Date constructor
Process the date
Date destructor
二、堆和類陣列
前面提到，類物件陣列的每個元素都要呼叫建構函式和解構函式。下面的例子給出了一個錯誤的釋放類陣列所佔用的記憶體的例子。
#include iostream.h
class Date
{
int mo, da, yr;
public:
Date() { cout < ~Date() { cout< }
int main()
{
Date* dt = new Date[5];
cout < dt; //這兒
return 0;
}
指標dt指向一個有五個元素的陣列。按照陣列的定義，編譯器會讓new運算子呼叫Date類的建構函式五次。但是被呼叫時，並沒有明確告訴編譯器指標指向的Date物件有幾個，所以編譯時，只會呼叫解構函式一次。下面是程式輸出;
Date constructor
Date constructor
Date constructor
Date constructor
Date constructor
Process the date
Date destructor
為了解決這個問題，C++允許告訴運算子，正在刪除的那個指標時指向陣列的，程式修改如下：
#include iostream.h
class Date
{
int mo, da, yr;
public:
Date() { cout < ~Date() { cout< }
int main()
{
Date* dt = new Date[5];
cout < [] dt; //這兒
return 0;
}
最終輸出為：
Date constructor
Date constructor
Date constructor
Date constructor
Date constructor
Process the date
Date destructor
Date destructor
Date destructor
Date destructor
Date destructor
三、過載new和運算子
前面已經介紹瞭如何用new和運算子函式來動態第管理記憶體，在那些例子中使用的都是全域性的new和運算子。我們可以過載全域性的new和運算子，但這不是好的想法，除非在進行低階的系統上或者嵌入式的程式設計。
但是，在某個類的內部過載new和運算子時可以的。這允許一個類有它自己的new和運算子。當一個類需要和記憶體打交道時，採用這種方法來處理其中的細節，可以獲得很搞的效率，同時避免了使用全域性new和運算子帶來的額外開銷。因為全域性堆操作時呼叫作業系統函式來分配和釋放記憶體，這樣效率很低。
如果確定某個類在任何時候，其例項都不會超過一個確定的值，那麼就可以一次性為類的所有例項分配足夠的記憶體，然後用該類的'new和運算子來管理這些記憶體。下面的程式說明了如何對new和進行過載。
#include iostream.h
#include string.h
#include stddef.h
#include new.h
const int maxnames = 5;
class Names
{
char name[25];
static char Names::pool[];
static bool Names::inuse[maxnames];
public:
Names(char* s) { strncpy(name,s,sizeof(name)); }
void* operator new(size_t) throw(bad_alloc);
void operator (void*) throw();
void display() const { cout < };
char Names::pool[maxnames * sizeof(Names)];
bool Names::inuse[maxnames];
void* Names::operator new(size_t) throw(bad_alloc)
{
for(int p=0; p {
if(!inuse[p])
{
inuse[p] = true;
return pool+p*sizeof(Names);
}
}
throw bad_alloc();
}
void Names::operator (void* p) throw()
{
if(p!=0)
inuse[((char*)p - pool)/sizeof(Names)] = false;
}
int main()
{
Names* nm[maxnames];
int i;
for(i=0; i {
cout < char name[25];
cin >> name;
nm[i] = new Names(name);
}
for(i=0; i {
nm[i]- >display();
nm[i];
}
return 0;
}
上面的程式提示輸入5個姓名，然後顯示它們。程式中定義了名為Names的類，它的建構函式初始化物件的name值。這個類定義了自己的new和運算子。這是因為程式能保證不會一次使用超過maxnames個姓名，所以可以通過過載預設的new和運算子來提高執行速度。
