(C++算法工程師考點總結)面向對象編程

一、虛函數表

1、基礎知識:

  • 32位操作系統指針長度爲4bytes,64位操作系統指針長度爲8bytes。
  • new一個對象時,只爲類中的成員變量分配空間,對象之間共享成員函數。
  • 當一個類(A)繼承另一個類(B)時,類A會繼承類B的函數的調用權。所以如果一個基類包含了虛函數,那麼其繼承類也可調用這些虛函數,換句話說,一個類繼承了包含虛函數的基類,那麼這個類也擁有自己的虛表。

虛函數表:
虛函數表是一個包含類中所有虛函數的函數指針的數組。
包含虛函數的類纔會有虛函數表,同屬於一個類的對象共享虛函數表,但是有各自的 _vptr(_vptr 是指向虛函數表的指針)。我們已經知道,通過類去創建一個對象時,不會爲每個對象分配全套的內存(數據區+代碼區),只會爲每個對象分配單獨的數據區,代碼區是屬於同一個類的所有對象共享的,所以由包含虛函數的類創建的對象,單獨的內存空間中包含如下內容:_vptr(指向該類的虛函數表的表頭)、該對象的數據成員。

1、爲什麼構造函數不能聲明爲虛函數、析構函數可以

二、const 修飾類成員函數

在普通的非const成員函數中,this的類型是一個指向類類型的 const 指針。可以改變this所指向的值,但不能改變this所保存的地址。
在const成員函數中,this的類型是一個指向const類類型對象的const指針。既不能改變this所指向的對象,也不能改變this所保存的地址。

  1. const位於函數的後面
    任何不會修改數據成員的函數都應該聲明爲const類型。如果在編寫const成員函數時,不慎修改了數據成員,或者調用了其它非const成員函數,編譯器將指出錯誤,這無疑會提高程序的健壯性。以下程序中,類stack的成員函數GetCount僅用於計數,從邏輯上講GetCount應當爲const函數。編譯器將指出GetCount函數中的錯誤。
class Stack
{
public:
	void Push(int elem);
	int Pop(void);
	intGetCount(void) const; // const 成員函數
private:
	int m_num;
	int m_data[100];
};
int Stack::GetCount(void)const
{
	++ m_num; // 編譯錯誤,企圖修改數據成員m_num
	Pop();         // 編譯錯誤,企圖調用非const函數
	return m_num;
}

const 成員函數的聲明看起來怪怪的:const關鍵字只能放在函數聲明的尾部,大概是因爲其它地方都已經被佔用了。
關於Const函數的幾點規則:
a. const對象只能訪問const成員函數,而非const對象可以訪問任意的成員函數,包括const成員函數.
b. const對象的成員是不可修改的,然而const對象通過指針維護的對象卻是可以修改的.
c. const成員函數不可以修改對象的數據,不管對象是否具有const性質.它在編譯時,以是否修改成員數據爲依據,進行檢查.
d. 然而加上mutable修飾符的數據成員,對於任何情況下通過任何手段都可修改,自然此時的const成員函數是可以修改它的.

  1. 用 const 修飾函數的參數
    如果參數做輸出用,不管它是什麼類型,也不論它採用“指針傳遞”還是“引用傳遞”,都不能加 const 修飾,否則該參數將失去輸出功能。
    如果輸入參數採用“值傳遞”,由於函數將自動產生臨時變量用於複製該參數,該參數本來就無需保護,所以不要加const修飾。
    對於非內部數據類型的參數而言,像 void Func(A a) 這樣聲明的函數註定效率比較低。因爲函數體內將產生 A 類型的臨時對象用於複製參數 a,而臨時對象的構造、複製、析構過程都將消耗時間,此時爲了提高效率,一般使用 const + 引用的方式。
  2. 用 const 修飾函數的返回值
    如果給以“指針傳遞”方式的函數返回值加const修飾,那麼函數返回值(即指針)的內容不能被修改,該返回值只能被賦給加const修飾的同類型指針。例如函數
const char * GetString(void);
// 如下語句將出現編譯錯誤:
char* str = GetString();
// 正確的用法是
const char *str =GetString();

如果函數返回值採用“值傳遞方式”,由於函數會把返回值複製到外部臨時的存儲單元中,加const修飾沒有任何價值。
例如不要把函數

int GetInt(void) 寫成 const int GetInt(void)。

同理不要把函數

A GetA(void) 寫成 const A GetA(void),其中A爲用戶自定義的數據類型。

如果返回值不是內部數據類型,將函數

A GetA(void) 改寫爲 const A &GetA(void)

的確能提高效率。但此時千萬千萬要小心,一定要搞清楚函數究竟是想返回一個對象的“拷貝”還是僅返回“別名”就可以了,否則程序會出錯。
函數返回值採用“引用傳遞”的場合並不多,這種方式一般只出現在類的賦值函數中,目的是爲了實現鏈式表達。
例如:

class A
{
	A & operate = (const A &other); // 賦值函數
};
A a, b, c; // a, b, c 爲A的對象

a= b = c; // 正常的鏈式賦值
(a= b) = c; // 不正常的鏈式賦值,但合法

如果將賦值函數的返回值加const修飾,那麼該返回值的內容不允許被改動。上例中,語句a= b = c 仍然正確,但是語句(a= b) = c 則是非法的。

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