Добавил:

PotapkinBY t.me Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Предмет:

Информатика

Файл:

Язык программирования С++. Краткий курс. Страуструп

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

16.07.2023

Размер:

31.34 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 3311 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

5.1.

Введение

101

этой

ситуации

компилятор

обычно

создает

из

ke ( )

непосредственно

х, тем самым отменяя (аннулируя) копирование	(сору elision).
В дополнение к инициализации именованных	объектов и объектов

сво

бодной

памяти

конструкторы

используются

для

инициализации

временных

объектов и для реализации явного преобразования типов.

За исключением "обычного конструктора", эти специальные

функции-чле

ны

генерируются

компилятором

по

мере

необходимости.

Если

вы

хотите

явно

затребовать

генерацию

реализаций

по

умолчанию,

можете

сделать

это

следу

ющим

образом:

class

puЫic:

Y(Sometype);

Y(const

У&)

default;

//Я

хочу,

чтобы

компилятор сгенерировал

У(У&&)

11 ...

);

default;

11 //

копирующий конструктор по	умолчанию
и перемещающий конструктор	по умолчанию

Если

вы

явным

образом

указали

генерацию

некоторых

специальных

функций

по умолчанию,

дут..

то

прочие

определения

по

умолчанию

генерироваться

не

бу

Если

класса

есть

член-указатель,

обычно

рекомендуется

явно

записывать

операции

копирования

перемещения.

Причина

том,

что

указатель

может

указывать

на

нечто,

что

класс

должен удалить,

этом

случае

выполняемое

по умолчанию почленное копирование будет неправильным. Или напротив - член может указывать на то, что класс не должен удалять. В любом случае читателю кода хотелось бы это точно знать. Пример можно найти в §5.2.1.

Хорошее эмпирическое правило (иногда называемое правwюм нуля) состо ит в том, чтобы определить либо все основные операции, либо ни одну из них

(используя

генерацию

по

умолчанию

для

всех

них).

Например:

struct

		Vector
		string
);
Zzl;
Z	z2	= zl;

v; s;

// //

Инициализация Копирование zl

zl .v

.v и

и zl

zl .s

s	по умолчанию
по	умолчанию

этом

случае

компилятор

при

необходимости

будет

генерировать

почленные

конструктор, копирующий	конструктор,	перемещающий конструктор
структор по умолчанию, и	все они будут	иметь правильную семантику.

де

дополнение

=default

имеется

конструкция

=delete,

указывающая,

что

данная

операция

не

должна

генерироваться.

Базовый

класс

иерархии

104

Глава

Основные

операции

Разрабатывая

класс,

мы

всегда

должны

рассматривать,

можно

ли,

как

именно,

копировать

объект.

Для

простых

конкретных

типов

почленное

копи

рование

часто

оказывается

корректной

семантикой

копирования.

Для

некото

рых

сложных

конкретных

типов,

таких

как

Vector,

почленное

копирование

является

неправильной

семантикой

копирования;

для

абстрактных

типов

поч

ленное

копирование

почти

никогда

не

является

правильной

семантикой.

5.2.1.

Копирование

контейнеров

Когда

класс

является

дескриптором

ресурса,

т.е.

отвечает

за

объект,

доступ

которому

осуществляется

через

указатель,

почленное

копирование

по

умол

чанию

обычно

оказывается

катастрофой.

Почленная

копия

будет

нарушать

инвариант дескриптора

ресурса

(§3.5.2).

Например,

копирование

по

умолча

нию

создало

бы

копию

Vector,

ссылающуюся

на

те

же

элементы,

что

ори

гинал:

void	bad	copy(Vector				vl)
{
	Vector		v2	=	vl;	//	Копирование		представления		vl
	vl [О]		2;			/ /	v2 [О]	теперь	тоже равно	2	!
	v2[1]	=	З;			//	vl[l]	теперь	тоже равно	3!

В предположении, что vl имеет может быть представлен следующим

четыре элемента, образом.

графически

результат

vl:

v2:

счастью,

тот

факт,

что

Vector

имеет

деструктор,

является

важной

подсказ

кой что

о том, что семантика копирования по умолчанию (почленно) неверна и

компилятор должен хотя бы предупредить об этом. Нам нужно опреде

лить лучшую семантику		копирования.
Копирование	объекта	класса определяется
коиструктором	и копирующим присваиваиием:

двумя

членами:

копирующи.w

class

Vector

private: douЬle*

elern;

elem

указывает

на

массив

из

dоиЫе

int	sz;
puЫic:
11	Конструктор:
Vector(int		s);

установка

инварианта,

захват

ресурсов:

		5.2. Копирование и перемещение
11 Деструктор: освобождение	ресурсов:
-Vector() (delete[] elem;)
Vector(const Vector& а);		//Копирующий	конструктор
Vector& operator=(const Vector&		а); //Копирующее	присваивание

105

douЬle& operator[J (int		i);
const douЬle& operator[] (int
int size()	const;

);

const;

Корректное

определение

копирующего

конструктора

для

Vector

выделя

ет

пространство

для

необходимого

количества

элементов,

затем

копирует

него

элементы,

так

что после

копирования

каждый

вектор

имеет

собствен

ную

копию

элементов:

Vector::Vector(const Vector&
:elem (new	douЬle[a.sz] ),
sz (a.sz)

а)

//Копирующий	конструктор
// Выделение	памяти для элементов

for

(int i=O;
elem[i]	=

i a

1 =sz; ++i) .elem[i];

Копирование

элементов

Теперь результат примера v2=vl разом.

может

быть

представлен

следующим

об

vl:

v2:

Конечно, в дополнение

рующее присваивание:

копирующему

конструктору

нам

требуется

копи

Vector&	Vector:			:operator=(const			Vector&a)//	Копирующее присваивание
(
douЫe* р			=	new		douЬle[a.sz];
for		(int	i=O; i		1	=a.sz; ++i)
	p[i]		=	a.elem[i];
delete[]			elem;				//Удаление		старых элементов
elem		= р;
sz	=	a.sz;
return *this;

Имя	this в функциях-членах является предопределенным
объект,	для которого вызывается эта функция-член.

указателем

на

5.2.

Копирование

перемещение

107

При

наличии

такого

определения,

чтобы

реализовать

передачу

возвращаемо

го

значения

из

функции,

компилятор

выберет

перемещающий

конструктор.

Это

означает,

что

r=x+y+z

не

будет

содержать

копирования

векторов;

вместо

этого векторы просто перемещаются.

Как обычно, определение перемещающего

конструктора

Vector

триви

ально:

Vector::Vector(Vector&&			а)
: elem{ а. elem),		//	"забираем"
sz{a.sz)
{
a.elem	= nullptr;	//	Теперь	в а
a.sz =	О;

элементы из а

нет элементов

&& означает "ссылка на r-значение" и является связать r-значение. Слово "r-значение" (rvalue)

ссылкой, является

с которой мы дополнением

можем к 1-зна

чению

(lvalue),

которое

грубо

означает

"нечто,

что

может

появиться

левой

части

присваивания".

Таким

образом,

r-значение

первом

приближении

яв

ляется

значением,

которому

нельзя

выполнить

присваивание,

например

целое

число,

возвращаемое

вызовом

функции.

Таким

образом,

r-ссылка является

ссылкой

на

нечто,

чему

никто

иной

ничего

не

может

присвоить,

поэтому

мы

можем

безопасно

"украсть"

ее

значение.

Примером

может

служить

локальная

переменная res в operator+ ()	в примере с Vector.
Перемещающий конструктор	не принимает константный аргумент:

ко

нечном счете

перемещающий

конструктор

должен

удалить

значение

из

своего

аргумента. Аналогично определяется и перемещающее присваивание.

Операция перемещения применяется, когда r-ссылка используется

каче

стве инициализатора или как правая сторона присваивания.

После перемещения перемещаемый объект должен находиться

состоя

нии,

которое

позволяет

выполнить

деструктор.

Как

правило,

мы

также

раз

решаем присваивание перемещенному мы стандартной библиотеки (глава 12,

объекту. Это предполагают "Алгоритмы"). Наш Vector

и алгорит поступает

именно таким образом.
Когда программист знает, что
компилятор недостаточно	умен,

значение больше не чтобы это понять,

будет использоваться, но программист может ука

зать

ему

на

этот

факт:

Vector f ()
{
Vector	х(1000);
Vector	у(2000);
Vector	z(ЗООО);
11 Получаем копию

(х

может использоваться

f()

позже):

х;

5.3.	Управление ресурсами

thread t{heartbeat};
11 Перемещение t в my_threads	(§13.2.2):
my_threads.push_back(std::move(t}};

109

/ / . . . Vector

Другие	инициализации
vec(n);

for	(int i=O;			i!=vec.size(); ++i)
	vec[i]	=	777;
return vec;			//	Перемещение	vec из

init()

auto

init(l'000'000);

//Запуск

heartbeat

инициализация

Во

многих

случаях

дескрипторы

ресурсов,

такие

как

Vector

thread,

яв

ляются

превосходными

альтернативами

непосредственному

использованию

встроенных

указателей.

Фактически

интеллектуальные

указатели

стандарт

ной

библиотеки,

такие

как

unique

_ptr,

тоже

являются

дескрипторами

ре

сурсов(§13.2.1 ).

Я использовал

vector

стандартной

библиотеки

для

хранения

потоков

thread,

потому

что

мы

не

можем

параметризовать

наш

простой

Vector

ти

пом

элементов

(до

§6.2).

Во

многом

так

же,

как

new

delete

исчезают

из

кода

приложения,

мы

мо

жем

заставить

исчезнуть

дескрипторах

ресурсов

указатели.

обоих

случаях

результат

представляет

собой

более

простой

удобный

обслуживании

код

без

дополнительных

накладных

расходов.

частности,

мы

можем

добиться

строгой

безопасности

ресурсов,

т.е.

устранить

утечки

ресурсов

для

общего

понятия

ресурса.

Примерами

являются

объекты

vector,

хранящие

память,

thread, хранящие системные потоки, и fstream, хранящие файлы. Во многих языках управление ресурсами в основном делегируется

сбор

щику мусора. С++ также предлагает	интерфейс сборки мусора, так
можете подключить сборщик мусора.	Однако лично я считаю сборку

что вы мусора

последним

вариантом

после

исчерпания

более

ясных,

более

общих

луч

ше

локализованных

альтернатив

управления

ресурсами.

Мой

идеал

заклю

чается

том,

чтобы

не

создавать

мусор,

тем

самым

устраняя

необходимость

сборщике

мусора:

не

мусори!

Сборка

мусора

фундаментально

представляет

собой

глобальную

схему

управления

памятью.

Умные

реализации

могут

компенсировать

эту глобаль

ность,

но

по

мере

того,

как системы

становятся

все

более

распреде

ленными

(вспомните

кешах,

многоядерности

кластерах),

локальность

ста

новится важнее, чем когда-либо ранее.

Кроме того, память не является единственным

ресурсом.

Ресурс

это

все,

что

должно

быть

захвачено

и (явно

или

неявно)

освобождено

после

ис-

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 3311 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Литература

#
16.07.202317.85 Mб3Программирование на С++. Хоменко.pdf
#
16.07.2023948.31 Кб3Программирование на С++Надейкина.pdf
#
16.07.202310.76 Mб3Программирование. Надейкина.pdf
#
16.07.20235.4 Mб3С++ для начинающих. Липпман.pdf
#
16.07.20231.05 Mб13Учебное пособие С++ Русанова.pdf
#
16.07.202331.34 Mб9Язык программирования С++. Краткий курс. Страуструп.pdf
#
16.07.20233.07 Mб6Язык программирования С++. Страуструп.pdf