c++基础3

一 、构造函数的初始化列表

????????可以指定成员对象的初始化方式

????????构造函数的初始化列表是在 C++ 中用于初始化成员变量的一种机制。它在构造函数的参数列表之后，构造函数的函数体之前使用，并使用冒号 : 分隔。初始化列表可以用于给成员变量赋初值，而不是在构造函数的函数体内进行赋值操作。

二、类的成员方法和变量

?类的静态成员变量

?????????类的静态成员变量是属于类而不是属于类的实例的变量。它是通过使用 static 关键字声明的类成员。静态成员变量在类的所有实例之间共享，而不是每个实例拥有自己的一份。在.BSS段。

类的静态成员方法

????????静态成员方法（或称为静态成员函数）是属于类而不是属于类的实例的方法。它们被声明为静态成员，并且可以通过类名直接调用，而不需要创建类的实例。

????????静态成员方法和普通成员方法的区别： 普通成员方法是有this指针的，而静态成员方法没有 this指针，可以通过类名+类的成员函数进行调用，而不需要对象?

? 常成员方法

常对象调不了普通方法，只能调用常方法，因为编译时，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 传入的this指针的类型时const CGoods *类型的

? 指向类成员变量和类成员方法的指针（需要加类的作用域，静态成员方法或者成员变量则不需要）

1. 指向类成员变量的指针需要加上类的作用域，以及使用的时候需要加上对象，指定对象。

?2. 指向成员方法的指针，函数指针需要在类的作用域夏，并且调用的时候，需要加上对象

三、 C++的模板?

模板的意义：对类型进行参数化

?

?1. 函数模板和模板函数

????????函数模板：所谓函数模板，实际上是建立一个通用函数，其函数类型和形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。这个通用函数就称为函数模板。

????????函数模板是一组函数的抽象描述，它不是一个实实在在的函数，函数模板不会编译成任何目标代码。函数模板必须先实例化成模板函数，这些模板函数再程序运行时会进行编译和链接，然后产生相应的目标代码。

????????模板函数是函数模板的实例化（在函数的调用点）

????????模板名+ 参数列表就是函数? ?

????????模板的实参推演 =》 可以根据用户传入的实参类型，来推导出模板类型参数的具体类型

?

?2. 模板的特列化（特殊的实例化，不是编译器提供，而是开发者提供）

对于某些类型来说，依赖编译器默认实例化的模板代码，代码处理逻辑是错误的

对于字符串来说，不能直接用实例化后的a> b，而应该用strcmp

针对compare函数模板，提供const char *类型的特列化版本

?这三者不是重载关系，因为函数名都不相同。

compare("aaa" , "bbb");首先会调用普通函数（非模板函数）

compare<const char *> ("aaa", "bbb");肯定是先调用模板函数

编译器优先把compare处理成函数名字，没有的化，才去找compare模板

模板不能是一个文件定义，另一个文件使用，

因为#include包含的代码，在预编译的时候，会被展开?。

3. 模板的非类型参数?

四、容器的空间配置器allocator

????????四件事情： 内存开辟、内存释放? 、 对象构造、对象析构

????????C++中的空间配置器（allocator）是一个用来管理内存分配的模板类。它用于封装不同的内存分配和回收策略，为C++的容器（如vector、list等）提供内存分配和回收的服务。

比如有一个容器vector：

#include <iostream>
using namespace std;
/*
这篇文章主要讲述空间配置器，所以实现的vector方法比较简单，
方法没有提供相应的带右值引用参数的移动函数，没有考虑过多
的异常情况
*/
template<typename T>
class Vector
{
public:
	// 构造函数
	Vector(int size = 0)
		:mcur(0), msize(size)
	{
		mpvec = new T[msize];
	}
	// 析构函数
	~Vector()
	{
		delete[]mpvec;
		mpvec = nullptr;
	}
	// 拷贝构造函数
	Vector(const Vector<T> &src)
		:mcur(src.mcur), msize(src.msize)
	{
		mpvec = new T[msize];
		for (int i = 0; i < msize; ++i)
		{
			mpvec[i] = src.mpvec[i];
		}
	}
	// 赋值重载函数
	Vector<T>& operator=(const Vector<T> &src)
	{
		if (this == &src)
			return *this;

		delete []mpvec;

		mcur = src.mcur;
		msize = src.msize;
		mpvec = new T[msize];
		for (int i = 0; i < msize; ++i)
		{
			mpvec[i] = src.mpvec[i];
		}
		return *this;
	}
	// 尾部插入数据函数
	void push_back(const T &val)
	{
		if (mcur == msize)
			resize();
		mpvec[mcur++] = val;
	}
	// 尾部删除数据函数
	void pop_back()
	{
		if (mcur == 0)
			return;
		--mcur;
	}
private:
	T *mpvec; // 动态数组，保存容器的元素
	int mcur; // 保存当前有效元素的个数
	int msize; // 保存容器扩容后的总长度

	// 容器2倍扩容函数
	void resize()
	{
	    /*默认构造的vector对象，内存扩容是从0-1-2-4-8-16-32-...的2倍方式
		进行扩容的，因此vector容器的初始内存使用效率特别低，可以使用reserve
		预留空间函数提供容器的使用效率。*/
		if (msize == 0)
		{
			mpvec = new T[1];
			mcur = 0;
			msize = 1;
		}
		else
		{
			T *ptmp = new T[2 * msize];
			for (int i = 0; i < msize; ++i)
			{
				ptmp[i] = mpvec[i];
			}
			delete[]mpvec;
			mpvec = ptmp;
			msize *= 2;
		}
	}
};

如果对上面容器调用：

// 一个简单的测试类A
class A
{
public:
	A() { cout << "A()" << endl; }
	~A() { cout << "~A()" << endl; }
};
int main()
{
	Vector<A> vec(10); // 10表示底层开辟的空间大小，但是却构造了10个A对象
	A a1, a2, a3;
	cout << "---------------" << endl;
	vec.push_back(a1);
	vec.push_back(a2);
	vec.push_back(a3);
	cout << "---------------" << endl;
	vec.pop_back(); // 删除a3没有对对象进行析构
	cout << "---------------" << endl;

	// vec容器析构时，内部只有2个有效的A对象，但是却析构了10次
	return 0;
}

运行上面的代码，打印结果如下：
A()
A()
A()
A()
A()
A()
A()
A()
A()
A() // 上面到这个是vector容器中，构造了10个对象
A() // 这里开始下面的三个A构造函数，是构造了a1, a2, a3三个对象
A()
A()
+++++++++++++++
+++++++++++++++
+++++++++++++++ // 这里有问题，vec.pop_back()删除末尾A对象，但是并没有进行析构调用，有可能造成资源泄露
~A()
~A()
~A() // 上面到这里的三个析构函数，析构了a1, a2, a3三个对象
~A()
~A()
~A()
~A()
~A()
~A()
~A()
~A()
~A()
~A() // 上面到这里的10个析构函数，是把vector容器中的对象全部进行析构
?

存在以下问题：

????????1.? 定义容器时Vector< A > vec(10)，我们希望底层开辟可以容纳10个元素的空间，并不需要给我构造10个A对象，因为此时我还没有打算给容器添加数据，这么多构造函数的调用，纯粹是效率的浪费。
????????2.从容器中删除元素时vec.pop_back()，这句代码的意思是删除了容器末尾的对象A，但是并没有调用A对象的析构函数，如果A对象占用了外部资源，那么资源的释放代码肯定在A的析构函数里面，这样就造成了资源泄露的问题。
????????3.vec容器在出函数作用域析构的时候，并没有析构有效的A对象，其实上面代码中，最终vec容器只有两个我们放入的有效对象a1和a2，a3被删除了，应该只析构两次就可以，但是却析构了10次，不合理。

自定义一个空间配置器

// 自定义空间配置器
template<typename T>
struct myallocator
{
	// 开辟内存空间
	T* allocate(size_t size) 
	{
		return (T*)::operator new(sizeof(T)*size);// 相当于malloc分配内存
	}
	// 释放内存空间
	void deallocate(void *ptr, size_t size)
	{
		::operator delete(ptr, sizeof(T)*size);// 相当于free释放内存
	}
	// 负责对象构造
	void construct(T *ptr, const T &val)
	{
		new ((void*)ptr) T(val);// 用定位new在指定内存上构造对象
	}
	// 负责对象析构
	void destroy(T *ptr)
	{
		ptr->~T();// 显示调用对象的析构函数
	}
};

C++ STL库中vector容器的类模板定义头

template<class _Ty,
	class _Alloc = allocator<_Ty>>
	class vector

#include <iostream>
using namespace std;

// 自定义空间配置器
template<typename T>
struct myallocator
{
	// 开辟内存空间
	T* allocate(size_t size) 
	{
		return (T*)::operator new(sizeof(T)*size);// 相当于malloc分配内存
	}
	// 释放内存空间
	void deallocate(void *ptr, size_t size)
	{
		::operator delete(ptr, sizeof(T)*size);// 相当于free释放内存
	}
	// 负责对象构造
	void construct(T *ptr, const T &val)
	{
		new ((void*)ptr) T(val);// 用定位new在指定内存上构造对象
	}
	// 负责对象析构
	void destroy(T *ptr)
	{
		ptr->~T();// 显示调用对象的析构函数
	}
};

/*
给Vector容器的实现添加空间配置器allocator
*/
template<typename T, typename allocator = myallocator<T>>
class Vector
{
public:
	// 构造函数，可以传入自定以的空间配置器，否则用默认的allocator
	Vector(int size = 0, const allocator &alloc = allocator())
		:mcur(0), msize(size), mallocator(alloc)
	{
		// 只开辟容器底层空间，不构造任何对象
		mpvec = mallocator.allocate(msize);
	}
	// 析构函数
	~Vector()
	{
		// 先析构容器中的对象
		for (int i = 0; i < mcur; ++i)
		{
			mallocator.destroy(mpvec+i);
		}
		// 释放容器占用的堆内存
		mallocator.deallocate(mpvec, msize);
		mpvec = nullptr;
	}
	// 拷贝构造函数
	Vector(const Vector<T> &src)
		:mcur(src.mcur)
		, msize(src.msize)
		, mallocator(src.mallocator)
	{
		// 只开辟容器底层空间，不构造任何对象
		mpvec = mallocator.allocate(msize);
		for (int i = 0; i < mcur; ++i)
		{
			// 在指定的地址mpvec+i上构造一个值为src.mpvec[i]的对象
			mallocator.construct(mpvec+i, src.mpvec[i]);
		}
	}
	// 赋值重载函数
	Vector<T> operator=(const Vector<T> &src)
	{
		if (this == &src)
			return *this;

		// 先析构容器中的对象
		for (int i = 0; i < mcur; ++i)
		{
			mallocator.destroy(mpvec + i);
		}
		// 释放容器占用的堆内存
		mallocator.deallocate(mpvec, msize);

		mcur = src.mcur;
		msize = src.msize;
		// 只开辟容器底层空间，不构造任何对象
		mpvec = mallocator.allocate(msize);
		for (int i = 0; i < mcur; ++i)
		{
			// 在指定的地址mpvec+i上构造一个值为src.mpvec[i]的对象
			mallocator.construct(mpvec + i, src.mpvec[i]);
		}
		return *this;
	}
	// 尾部插入数据函数
	void push_back(const T &val)
	{
		if (mcur == msize)
			resize();
		mallocator.construct(mpvec + mcur, val);
		mcur++;
	}
	// 尾部删除数据函数
	void pop_back()
	{
		if (mcur == 0)
			return;
		--mcur;
		// 析构被删除的对象
		mallocator.destroy(mpvec + mcur);
	}
private:
	T *mpvec; // 动态数组，保存容器的元素
	int mcur; // 保存当前有效元素的个数
	int msize; // 保存容器扩容后的总长度
	allocator mallocator; // 定义容器的空间配置器对象

	// 容器2倍扩容函数
	void resize()
	{
		if (msize == 0)
		{
			mpvec = mallocator.allocate(sizeof(T));
			mcur = 0;
			msize = 1;
		}
		else
		{
			T *ptmp = mallocator.allocate(2 * msize);
			for (int i = 0; i < msize; ++i)
			{
				mallocator.construct(ptmp + i, mpvec[i]);
			}
			// 先析构容器中的对象
			for (int i = 0; i < msize; ++i)
			{
				mallocator.destroy(mpvec + i);
			}
			// 释放容器占用的堆内存
			mallocator.deallocate(mpvec, msize);
			mpvec = ptmp;
			msize *= 2;
		}
	}
};
// 一个简单的测试类A
class A
{
public:
	A() { cout << "A()" << endl; }
	~A() { cout << "~A()" << endl; }
};
int main()
{
	Vector<A> vec(10); // 此处只开辟内存，没有构造任何对象
	A a1, a2, a3;
	cout << "+++++++++++++++" << endl;
	vec.push_back(a1);
	vec.push_back(a2);
	vec.push_back(a3);
	cout << "+++++++++++++++" << endl;
	vec.pop_back(); // 删除a3并析构a3对象
	cout << "+++++++++++++++" << endl;

	// vec容器析构时，内部只有2个有效的A对象，析构了2次，正确
	return 0;
}

????????通过打印可以看到，最开始实现的容器，我们提到的这三个问题：

????????定义容器时Vector< A > vec(10)，我们希望底层开辟可以容纳10个元素的空间，并不需要给我构造10个A对象，因为此时我还没有打算给容器添加数据，这么多构造函数的调用，纯粹是效率的浪费。
????????从容器中删除元素时vec.pop_back()，这句代码的意思是删除了容器末尾的对象A，但是并没有调用A对象的析构函数，如果A对象占用了外部资源，那么资源的释放代码肯定在A的析构函数里面，这样就造成了资源泄露的问题。
????????vec容器在出函数作用域析构的时候，并没有析构有效的A对象，其实上面代码中，最终vec容器只有两个我们放入的有效对象a1和a2，a3被删除了，应该只析构两次就可以，但是却析构了10次，不合理。
????????现在都通过空间配置器allocator解决了，仔细对比最开始的Vector和修改后带空间配置器版本的Vector的代码实现，体会allocator在容器中的具体使用。

五、运算符重载

?????????这里并没有在两个原来的对象上进行修改，而是创建了一个新的对象?

下面这个+20相当于 构造了一个临时对象（类型强转）

?下面这个这错误的：

?然后就做以下操作：写一个全局的运算符重载，然后写个友元

?前置++ 和 后置++

?cout<< 重载

?