一元运算符运算顺序从右向左。

练习14.3：string和vector都定义了重载的==以比较各自的对象，假设svec1和svec2是存放string的vector，确定在下面的表达式中分别使用了哪个版本的==？(a) 应用了C++语言内置版本的==，比较两个指针。

第十二章 动态内存

• 对象的生命周期：
  • 全局对象在程序启动时分配，结束时销毁。
  • 局部对象在进入程序块时创建，离开块时销毁。
  • 局部static对象在第一次使用前分配，在程序结束时销毁。
  • 动态分配对象：只能显式地被释放。
• 对象的内存位置：
  • 静态内存用来保存局部static对象、类static对象、定义在任何函数之外的变量。
  • 栈内存用来保存定义在函数内的非static对象。
  • 堆内存，又称自由空间，用来存储动态分配的对象。

动态内存与智能指针

• 动态内存管理：
  • new：在动态内存中为对象分配空间并返回一个指向该对象的指针。
  • delete：接受一个动态对象的指针(new分配或空指针)，销毁该对象，并释放与之关联的内存。
• 智能指针：
  • 管理动态对象。
  • 行为类似常规指针。
  • 负责自动释放所指向的对象。
  • 智能指针也是模板。

shared_ptr类

shared_ptr和unique_ptr都支持的操作：

shared_ptr独有的操作：

• 使用动态内存的三种原因：
  • 程序不知道自己需要使用多少对象（比如容器类）。
  • 程序不知道所需要对象的准确类型。
  • 程序需要在多个对象间共享数据。

直接管理内存

• 用new动态分配和初始化对象。
  • new无法为分配的对象命名（因为自由空间分配的内存是无名的），因此是返回一个指向该对象的指针。
  • int *pi = new int([123]); 不写123默认值初始化。
  • vector<int> *pv = new vector<int>{1, 2, 3};
  • 一旦内存耗尽，会抛出类型是bad_alloc的异常。
• 用delete将动态内存归还给系统。
  • 接受一个指针，指向要释放的对象。
  • delete后的指针称为空悬指针（dangling pointer）。
• 使用new和delete管理动态内存存在三个常见问题：
  • 1.忘记delete内存。
  • 2.使用已经释放掉的对象。
  • 3.同一块内存释放两次。
• 坚持只使用智能指针可以避免上述所有问题。

shared_ptr和new结合使用

定义和改变shared_ptr的其他方法：

智能指针和异常

• 如果使用智能指针，即使程序块由于异常过早结束，智能指针类也能确保在内存不需要的时候将其释放。
• 智能指针陷阱：
  • 不用相同的内置指针初始化（或reset）多个智能指针
  • 不delete get()返回的指针。
  • 如果你使用get()返回的指针，记得当最后一个对应的智能指针销毁后，你的指针就无效了。
  • 如果你使用智能指针管理的资源不是new分配的内存，记住传递给它一个删除器。

unique_ptr

• 某一个时刻只能有一个unique_ptr指向一个给定的对象。
• 不支持拷贝或者赋值操作。但可以：p1.reset(p2.release();
• 向后兼容：auto_ptr：老版本，具有unique_ptr的部分特性。特别是，不能在容器中保存auto_ptr，也不能从函数返回auto_ptr。

unique_ptr操作:

weak_ptr

• weak_ptr是一种不控制所指向对象生存期的智能指针。
• 指向一个由shared_ptr管理的对象，不改变shared_ptr的引用计数。
• 一旦最后一个指向对象的shared_ptr被销毁，对象就会被释放，不管有没有weak_ptr指向该对象。

weak_ptr操作:

动态数组

new和数组

• new一个动态数组：
  • 类型名之后加一对方括号，指明分配的对象数目（必须是整型，不必是常量）。
  • 返回指向第一个对象的指针。
  • int *p = new int[size];
• delete一个动态数组：
  • delete [] p;
• unique_ptr和数组：
  • 指向数组的unique_ptr不支持成员访问运算符（点和箭头）。

allocator类

• 标准库allocator类定义在头文件memory中，帮助我们将内存分配和对象构造分离开。
• 分配的是原始的、未构造的内存。
• allocator是一个模板。
• allocator<string> alloc;

标准库allocator类及其算法：

allocator伴随算法：

• 定义在头文件memory中。
• 在给定目的位置创建元素，而不是由系统分配内存给他们。

第十三章 拷贝控制

拷贝控制操作（copy control）:

• 拷贝构造函数（copy constructor）
• 拷贝赋值运算符（copy-assignment operator）
• 移动构造函数（move constructor）
• 移动赋值函数（move-assignement operator）
• 析构函数（destructor）

拷贝、赋值和销毁

拷贝构造函数

• 如果一个构造函数的第一个参数是自身类类型的引用，且任何额外参数都有默认值，则此构造函数是拷贝构造函数。
• 引用的原因：传值的方式会调用该类的拷贝构造函数，从而造成无穷递归地调用拷贝构造函数。
• class Foo{ public: Foo(const Foo&); }
• 合成的拷贝构造函数（synthesized copy constructor）：会将参数的成员逐个拷贝到正在创建的对象中。
• 拷贝初始化：
  • 将右侧运算对象拷贝到正在创建的对象中，如果需要，还需进行类型转换。
  • 通常使用拷贝构造函数完成。
  • string book = "9-99";
  • 出现场景：
    • 用= 定义变量时。
    • 将一个对象作为实参传递给一个非引用类型的形参。
    • 从一个返回类型为非引用类型的函数返回一个对象。
    • 用花括号列表初始化一个数组中的元素或者一个聚合类中的成员。花括号内元素个数是拷贝构造次数。

拷贝赋值运算符

• 重载赋值运算符：
  • 重写一个名为operator=的函数.
  • 通常返回一个指向其左侧运算对象的引用。
  • Foo& operator=(const Foo&);
• 合成拷贝赋值运算符：
  • 一个类未定义自己的拷贝赋值运算符，默认生成。
  • 将右侧运算对象的每个非static成员赋予左侧运算对象的对应成员。

析构函数

• 释放对象所使用的资源，并销毁对象的非static数据成员。
• 名字由波浪号接类名构成。没有返回值，也不接受参数。
• ~Foo();
• 调用时机：
  • 变量在离开其作用域时。
  • 当一个对象被销毁时，其成员被销毁。
  • 容器被销毁时，其元素被销毁。
  • 动态分配的对象，当对指向它的指针应用delete运算符时。
  • 对于临时对象，当创建它的完整表达式结束时。
• 合成析构函数：
  • 空函数体执行完后，成员会被自动销毁。
  • 注意：析构函数体本身并不直接销毁成员。
  • 合成析构函数并不删除指针成员所指向的对象，它需要程序员显式编写析构函数去处理。

三/五法则

• 需要析构函数的类也需要拷贝和赋值操作。

  • 一个对象拥有额外的资源（指针指向的内存），但另一个对象使用默认的拷贝构造函数也同时拥有这块资源。当一方对象被销毁后，析构函数释放了资源，这时另一个对象便失去了这块资源。

• 需要拷贝操作的类也需要赋值操作，反之亦然。

• 13.1.4练习

  • 合成拷贝构造函数被调用时简单复制序号，使得三个对象具有相同的序号。1 1 1

  • 定义变量和函数传参时，两次调用拷贝构造函数。4 5 6

  • 引用，不拷贝。1 2 3

  • ```cpp
    #include
    int unique;

    class numbered {
    public:
    numbered() {mysn = ++unique;}
    // numbered(numbered &d): mysn(++unique) {}

      int mysn;

    };

    void f(numbered s) {
    std::cout << s.mysn << std::endl;
    }

    int main() {
    numbered a, b = a, c = b;
    f(a);
    f(b);
    f(c);
    }
    

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

    ### 使用=default - 可以通过将拷贝控制成员定义为`=default`来显式地要求编译器生成合成的版本。 - 合成的函数将隐式地声明为内联的。 ### 阻止拷贝 - 大多数类应该定义默认构造函数、拷贝构造函数和拷贝赋值运算符，无论是隐式地还是显式地。 - 定义删除的函数：`=delete`。 - 虽然声明了它们，但是不能以任何方式使用它们。 - 析构函数不能是删除的成员。 - 如果一个类有数据成员不能默认构造、拷贝、复制或者销毁，则对应的成员函数将被定义为删除的。 - 老版本使用`private`声明来阻止拷贝。 ## 拷贝控制和资源管理 - 类的行为可以像一个值，也可以像一个指针。 - 行为像值：对象有自己的状态，副本和原对象是完全独立的。 - 编写赋值运算符：如果将一个对象赋予它自身，赋值运算符必须能正确工作。 - 行为像指针：共享状态，拷贝一个这种类的对象时，副本和原对象使用相同的底层数据。 ## 交换操作 - 管理资源的类通常还定义一个名为`swap`的函数。 - 经常用于重排元素顺序的算法。 - 用`swap`而不是`std::swap`。 ## 对象移动 - 很多拷贝操作后，原对象会被销毁，因此引入移动操作可以大幅度提升性能。 - 在新标准中，我们可以用容器保存不可拷贝的类型，只要它们可以被移动即可。 - 标准库容器、`string`和`shared_ptr`类既可以支持移动也支持拷贝。`IO`类和`unique_ptr`类可以移动但不能拷贝。 ### 右值引用 - 新标准引入右值引用以支持移动操作。 - 通过`&&`获得右值引用。 - 只能绑定到一个将要销毁的对象，右值引用变量不能直接绑定到右值引用上。 - 常规引用可以称之为左值引用。 - 左值持久，右值短暂。 **move函数**： - `int &&rr2 = std::move(rr1);` - `qmove`告诉编译器，我们有一个左值，但我希望像右值一样处理它。 - 调用`move`意味着：除了对`rr1`赋值或者销毁它外，我们将不再使用它。 ### 移动构造函数和移动赋值运算符 - **移动构造函数**： - 第一个参数是该类类型的一个引用，关键是，这个引用参数是一个**右值引用**。 - ```cpp StrVec::StrVec(StrVec &&s) noexcept : elements(s.elements), first_free(s.first_free), cap(s.cap) { // 置于可析构状态 s.elements = s.first_free = s.cap = nullptr; // 然后析构 }

  • 不分配任何新内存，只是接管给定的内存。

• 移动赋值运算符：

  • StrVec& StrVec::operator=(StrVec && rhs) noexcept{}
  • 检测自赋值的情况

• 移动右值(移动构造函数)，拷贝左值(拷贝构造函数)。

• 如果没有移动构造函数，右值也被拷贝。

• 拷贝并交换赋值运算符：根据实参类型，既可拷贝又可移动。

• 更新三/五法则：如果一个类定义了任何一个拷贝操作，它就应该定义所有五个操作。

• 移动迭代器：

  • make_move_iterator函数将一个普通迭代器转换为一个移动迭代器。

• 建议：小心地使用移动操作，以获得性能提升。

右值引用和成员函数

• 区分移动和拷贝的重载函数通常有一个版本接受一个const T&，而另一个版本接受一个T&&。
• 引用限定符：
  • 在参数列表后面加一个&，限定只能向可修改的左值赋值而不能向右值赋值。加&&同理。

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