c/c++语言开发共享C++中的new/delete、构造/析构函数、dynamic_cast分析

new/delete,malloc/free,构造函数,析构函数,dynamic_cast …

1,new 关键字和 malloc 函数区别(自己、功能、应用):

    1,new 关键字是 c++ 的一部分:

       1,如果是 c++ 编译器,则肯定可以用 new 申请堆空间内存;

    2,malloc 是由 c 库提供的函数:

       1,如果没有相应的库,malloc 将不能使用;

       2,有些特殊的嵌入式开发中,少了 c 库,则就不能动态内存分配;

    3,new 以具体类型为单位进行内存分配;

       1,面向对象中一般用 new,不用 malloc;

    4,malloc 以字节为单位进行内存分配;

    5,new 在申请内存空间时可进行初始化;

       1,触发构造函数调用;

    6,malloc 仅根据需要申请定量的内存空间;

       1,对象的创建只能用 new,malloc 不适合面向对象开发;

      

2,下面代码输出什么?为什么?见 new 和 malloc 的区别编程实验:

 1 #include <iostream>   2 #include <string>   3 #include <cstdlib>   4    5 using namespace std;   6    7 class test   8 {   9     int* mp;  //为了说明 free() 可能造成内存泄漏问题而添加的成员变量;  10       11 public:  12     test()  13     {  14         cout << "test::test()" << endl;  15           16         mp = new int(100);  // 申请 4 个字节堆空间并初始化为 100;  17           18         cout << *mp << endl;  19     }  20       21     ~test()  22     {  23         delete mp;  // 析构函数归还堆空间;但是如果仅仅用 free() 函数归还堆空间,这里析构函数没有调用,则对象没有摧毁,那么就造成了堆空间泄漏,这在大型项目开发中是不可原谅的;  24           25         cout << "~test::test()" << endl;  26     }  27 };  28   29 int main()  30 {  31     test* pn = new test;  // 第一步申请堆空间,第二步(申请成功后)在堆空间上调用构造函数、因为需要初始化;  32     test* pm = (test*)malloc(sizeof(test));  // 这行代码运行完后,pm 并没有指向合法的对象,它仅仅指向一片内存空间而已,这个时候这片内存空间不能够成为一片合法的对象,因为就没有对象;  33       34     delete pn;  // 动态归还堆空间;第一步 delete 触发析构函数调用,摧毁对象,第二步归还堆空间;在归还堆空间的时候,要先摧毁掉对象,否则容易出现内存泄漏;  35     free(pm);  // 动态规划堆空间;仅归还堆空间,不触发析构函数调用;这里不能用 delete pm,因为这样会对非法对象调用构造函数,而对于析构函数中的 delete mp 来说,这样的影响是深远的,不知道什么时候就会带来 bug,且不可调试,只能通过“代码走查”的方式来检查是不是混用了两种类型的申请释放堆空间函数;  36       37     return 0;  38 }

    1,结论:

       1,free() 可以释放由 new 申请来的堆空间,但是 free() 不会进行析构函数的调用,因此有可能造成内存泄漏;

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

   

3,new 和 malloc 的区别(自己、功能、应用):

    1,new 在所有 c++ 编译器中都被支持;

    2,malloc 在某些系统开发中是不能调用的;

    3,new 能够触发构造函数的调用;

    4,malloc 仅分配需要的内存空间;

    5,对象的创建只能使用 new;

    6,malloc 不适合面向对象开发;

   

4,下面的代码输出什么?为什么?

    1,代码示例:

 1 int main()   2 {   3     test* pn = new test;  // 调用构造函数;   4     test* pm = (test*)malloc(sizeof(test));  // 仅申请堆空间;   5               6     delete pn;  // 调用析构函数;   7     free(pm);  // 仅释放堆空间;   8               9      return 0;  10 }

   

5,delete 和 free 的区别(自己、功能、应用):

    1,delete 在所有 c++ 编译器中都被支持;

    2,free 在某些系统开发中是不能调用;

    3,delete 能够触发析构函数的调用;

    4,free 仅归还之前分配的内存空间;

    5,对象的销毁只能使用 delete;

    6,free 不适合面向对象开发。

   

6,构造函数是否可以成为虚函数?析构函数是否可以成为虚函数?

 

7,构造函数不可能成为虚函数:

    1,在构造函数执行结束后,虚函数表指针才会被正确的初始化;

       1,c++ 里面的多态是通过虚函数表和指向虚函数表指针完成的,虚函数表指针是由编译器创建的,同时也是由编译器进行初始化,在构造函数执行结束之后,虚函数表的指针才会被正确进行初始化;

       2,在构造函数执行的过程当中,虚函数表的指针有可能是没有被正确初始化的,因为对于虚函数表和虚函数表指针的实现,对于不同的 c++ 编译器而言,实现有可能不一样,但是所有的 c++ 编译器都会保证在构造函数执行结束后,虚函数表指针肯定会被正确的初始化,在这之前,是没有保证的;

       3,所以构造函数不可能成为虚函数,创建一个对象的时候,我们需要构造函数来初始化虚函数表的指针,因此构造函数相当于一个入口点,这个入口点负责虚函数调用的前期工作,这个入口点当然不可能是虚函数;

      

8,析构函数可以成为虚函数:

    1,析构函数在对象销毁之前被调用,对象销毁之前意味着虚函数指针是正确的指向对应的虚函数表的;

    2,建议在设计类时将析构函数声明为虚函数(工程中设计一个父类的析构函数为虚函数);

       1,赋值兼容性申请子类对象给父类指针时,当 delete 作用在指针上时,编译器会直接根据指针类型(此时是父类)来调用相应的析构函数,若父类加上 virtual,编译器可以根据指针指向的实际对象(此时是子类)决定如何调用析构函数(多态);

         

9,构造、析构、虚函数编程实验:

 1 #include <iostream>   2 #include <string>   3    4 using namespace std;   5    6 class base   7 {   8 public:   9     base()  // 若申请为析构函数,则编译器在此处显示:error:constructors cannot be declared virtual.  10     {  11         cout << "base()" << endl;  12     }  13       14     virtual void func()   15     {  16         cout << "base::func()" << endl;  17     }  18       19     virtual ~base()  // 申请为虚函数时,编译器无显示  20     {      21         cout << "~base()" << endl;  22     }  23 };  24   25   26 class derived : public base  27 {  28 public:  29     derived()  30     {  31         cout << "derived()" << endl;  32     }  33       34     virtual void func()  35     {  36         cout << "derived::func()" << endl;  37     }  38       39     ~derived()  40     {   41         cout << "~derived()" << endl;  42     }  43 };  44   45 int main()  46 {  47     base* p = new derived();  48       49     // ...  50       51     delete p;  // 期望调用完子类析构函数再调用父类的析构函数;但是如果父类没有申请为析构函数,则只调用父类析构函数;这是因为此时删除的是一个父类的指针,由于并没有将析构函数申请为 virtual,因此在这样情况下,编译器直接根据指针 p 的类型来决定调用哪一个构造函数,由于指针 p 的类型是父类的类型,所以编译器直接暴力认为调用父类构造函数就可以了;当将父类的虚函数声明为 virtual 时,编译器就不会简单的根据指针 p 的类型来简单调用父类的或者是子类的析构函数了,这个时候由于析构函数是虚函数,所以在执行这行代码的时候,编译器会根据指针 p 指向的实际对象来决定如何调用析构函数,这是多态;  52       53     return 0;  54 }

    1,工程中设计一个类作为父类出现时,我们都要将析构函数声明为虚函数,否 则就有可能产生内存泄漏,因为有可能跳过子类析构函数的调用,如果子类     析构函数中有释放资源的操作(动态内存空间),则后果不堪设想;

   

10,构造函数中是否可以发生多态?析构函数中是否可以发生多态?

 

11,构造函数中(构造函数中调用虚函数)不可能发生多态行为:

    1,在构造函数执行时,虚函数表指针未被正确初始化;

   

12,析构函数中(析构函数中调用虚函数)不可能发生多态行为:

    1,在析构函数执行时,虚函数表指针可能已经被摧毁;

   

13,析构函数和构造函数中(调用虚函数时)不能发生多态行为,只调用当前类中的函数版本;

    1,构造函数和析构函数中调用虚函数实验:

 1 #include <iostream>   2 #include <string>   3    4 using namespace std;   5    6 class base   7 {   8 public:   9     base()  10     {  11         cout << "base()" << endl;  12           13         func();  14     }  15       16     virtual void func()   17     {  18         cout << "base::func()" << endl;  19     }  20       21     virtual ~base()  22     {  23         func();  24           25         cout << "~base()" << endl;  26     }  27 };  28   29   30 class derived : public base  31 {  32 public:  33     derived()  34     {  35         cout << "derived()" << endl;  36           37         func();  38     }  39       40     virtual void func()  41     {  42         cout << "derived::func()" << endl;  43     }  44       45     ~derived()  46     {  47         func();  48           49         cout << "~derived()" << endl;  50     }  51 };  52   53   54 int main()  55 {  56     base* p = new derived();  // 打印 base(),base::func(),derived(),derived::func(),                                 57       58     // ...  59       60     delete p;  // 打印 derived::func(),~derived(),base::func(), ~base();  61       62     return 0;  63 }

 

14,继承中如何正确的使用强制类型转换?

    1,dynamic_cast 是与继承相关的类型转换关键字;

    2,dynamic_cast 要求相关的类中必须有虚函数;

    3,用于有直接或者间接继承关系的指针(引用)之间;

       1,指针:

           1,转换成功:得到目标类型的指针;

           2,转换失败:得到一个空指针;

       2,引用:

           1,转换成功:得到目标类型的引用;

           2,转换失败:得到一个异常操作信息;

    4,编译器会检查 dynamic_cast 的使用是否正确;

       1,在 c++ 编译器中得到足够重视,是非常有地位的一个类型转换关键字;

       2,使用不正确编译器会报错;

    5,类型转换的结果只可能在运行阶段才能得到;

       1,动态的类型转换,转换结果运行阶段才能得到;

   

15,dynamic_cast 的使用编程实验:

 1 #include <iostream>   2 #include <string>   3    4 using namespace std;   5    6 class base   7 {   8 public:   9     base()  10     {  11         cout << "base::base()" << endl;  12     }  13       14     virtual ~base()  // 工程经验;  15     {  16         cout << "base::~base()" << endl;  17     }  18 };  19   20 class derived : public base  21 {  22   23 };  24   25 int main()  26 {  27 /*  
    base* p = new derived; 28 29 derived* pd = p; // 编译器显示:error:invalid conversion from 'base*' to 'derived*'; 30 // 未有虚函数时,用 dynamic_cast 转换,编译器显示:error: cannot dynamic_cast 'p' (of type 'class base*') to type 'derived*' (source type is not polymorphic(多态的)) 31 // 有虚函数且用了 dynamic_cast 也要判断 pd 不为空; 32 */ 33 base* p = new base; 34 35 derived* pd = dynamic_cast<derived*>(p); // 不合法,不能使用子类指针,指向父类对象;编译器编译阶不报错;但是运行时 pd = 0; 意味着此处强制类型转换不成功; 36 37 if( pd != null ) // 这样的判断很有必要; 38 { 39 cout << "pd = " << pd << endl; 40 } 41 else 42 { 43 cout << "cast error!" << endl; 44 } 45 46 delete p; 47 48 return 0; 49 }

    1,在多重继承下面、在单继承加多接口这样的开发模型下面,dynamic_cast 非常重要,可以说 dynamic_cast 就是为了c++ 里面面向对象程序设计而诞生的;

   

16,小结:

    1,new/delete 会触发构造函数或者析构函数的调用;

    2,构造函数不能成为虚函数;

    3,析构函数可以成为虚函数;

    4,构造函数和析构函数中都无法产生多态行为;

    5,dynamic_cast 是与继承相关的专用转换关键字;

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