134-C++学习第八弹(重载)

蔚落 2023-01-07 05:57 125阅读 0赞

## 重载\[\]版本一 ##

**版本一**

char&operator[](const int index)
    {
        
    	assert(index>=0&&index<strlen(str));
    	return str[index];
    }
    
    const char&operator[](const int index)const
    {
        
    	assert(index>=0&&index<strlen(str));
    	return str[index];
    }
    
    const char*c_str()const
    {
        
    	return str;
    }
    
    int main()
    {
        
      String s1("yhpinghello");
      char x=s1[1];
      return 0;
      
    }

## 柔性数组 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
对于柔性数组，不计算在结构体的大小中，**结构体的大小为8**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
结构体占8个字节，剩下的给data。

class String
    {
        
    	struct StrNode
    	{
        
    		int len;	// 字符串的长度
    		int size;	// 记录柔性数组的大小;sizeof(StrNode)+len
    		//int ref;	// 引用计数
    		atomic<int> ref;
    		char data[];// 柔性数组	存字符串
    	};
    private:
    	StrNode* str;
    public:
    	String(const char *s = nullptr)	:str(nullptr)//构造函数 
    	{
        
    		if (s != nullptr) // s = "tulun"
    		{
        
    			int len = strlen(s);
    			str = (StrNode*)malloc(sizeof(StrNode) + 2 * (len + 1));
    			if (str == nullptr) exit(EXIT_FAILURE);//申请空间失败 
    			str->len = len;
    			str->size = 2 * (len + 1);//空间的大小,不算结构体,只记录柔性数组大小 
    			str->ref = 1; //有对象指向字符串 
    			strcpy_s(str->data, len + 1, s);
    		}
    	}
    	
    	~String()//析构函数 
    	{
        
    		if (str != nullptr && --str->ref == 0)
    		{
        
    			free(str);
    		}
    		str = nullptr;
    	}
    }

**拷贝构造函数**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

String(const String &s):str(s.str)//拷贝构造函数 
    {
        
    	if (str != nullptr)
    	{
        
    		str->ref += 1;
    	}
    }

int main()
    {
        
    	String s1("yhpinghello");
    	String s2(s1);
    	String s3(s1);
    	String s4(s1);
    	return 0;
    }

**构造过程如下图所示**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]  
**析构时，ref–；**  
**如果s1已经被析构，不能拿去构建s2 s3 s4了**

## 重载赋值函数 ##

int main()
    {
        
    	String s1("yhpinghello");
    	String s2(s1);
    	String s3("tulun");
    	String s4(s3);
    	s2 = s3;
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]  
**当执行s2=s3时  
s2的str不指向yhpinghello，yhpinghello这个空间中的ref变为1，s2的str指向tulun，tulun的这个空间的ref变为3**  
如果又执行s1=s3  
s1的str指向tulun，yhpinghello这个空间中的ref变为0，tulun的这个空间的ref变为4

String& operator=(const String& s)
    {
        
    	if (this != &s)
    	{
        
    		if (this->str != nullptr && --this->str->ref  == 0)
    		{
        
    			free(str);
    		}
    		str = s.str;
    		if (str != nullptr)
    		{
        
    			str->ref += 1;
    		}
    	}
    	return *this;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]  
看下面这段代码

String fun()
    {
        
    	String tmp("yhping");
    	return tmp;	 // return String("yhping");
    		
    }

int main()
    {
        
    	String s1("tulun");
    	String s2(s1);
    	String s3 = fun();
    	
    	String s4;
    	s4 = fun();
    
    	return 0;
    }

String(String&& s)
    {
        
    	str = s.str;
    	s.str = nullptr;
    }

String& operator=(String&& s)
    {
        
    	if (this != &s)
    	{
        
    		if (this->str != nullptr && --this->str->ref == 0)
    		{
        
    			free(str);
    		}
    		str = s.str;
    		s.str = nullptr;
    	}
    	return *this;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 11]  
以return String(“yhping”);这种方式构建，系统优化了，return 构建对象直接就是s3本身  
如果是构建tmp，首先构建tmp对象，然后把tmp赋值构建s3，移动构造  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 12]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 13]  
**以上这两种情况下，如何重载+=？**

## 写时拷贝 ##

**重载+=**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 14]如果tulun字符串太长，需重新申请  
最好的方法如下

String& operator+=(const String& s)
    {
          
    	// s1 += s2;
    	//NULL NULL;
    	//NULL not
    	//not NULL;
    	//not not;
    
    	if (this->str == nullptr || s.str == nullptr)
    	{
        
    		this->str = s.str;
    		if (this->str != nullptr)
    		{
        
    			this->str->ref += 1;
    		}
    	}
    	else if (this->str != nullptr && this->str->ref == 1)
    	{
        
    		int dist = this->str->size - this->str->len - 1;
    		if (dist >= s.str->len)
    		{
        
    			strcat_s(this->str->data,this->str->size, s.str->data);
    		}
    		else//剩余空间拷贝不进去
    		{
        
    		    str=(StrNode*)realloc(sizeof(StrNode)+str->len + s.str->len + 1);
    		    str->size=str->len+s.str->len+1;
    		    strcat_s(this->str->data,this->str->size, s.str->data);
    		}
    	}
    	else
    	{
        
    		StrNode* sp = this->str;
    		this->str->ref -= 1;
    		this->str = nullptr; 
    		int total = sp->len + s.str->len + 1;//总的字节数
    		str = (StrNode*)malloc(sizeof(StrNode) + 2 * total);//开辟空间
    		str->len = total - 1;//字符串长度
    		str->size = 2 * total;//空间大小个数
    		str->ref = 1;
    		strcpy_s(str->data,str->size, sp->data);
    		strcat_s(str->data, str->size, s.str->data);
    	}
    	return *this;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 15]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 16]

## 重载\[\]版本升级版 ##

int main()
    {
        
    	String s1("yhpinghello");
    	String s2(s1);
    	String s3("tulun");
    	char x = s3[1];
    	x = s1[2];
    	s1[2] = 'W';
    
    	return 0;
    }

const char& operator[](const int index) const//常方法，不改变
    {
        
    	assert(str != nullptr && index >= 0 && index < str->len);
    	return str->data[index];
    }
    
    char& operator[](const int index)//普通方法
    {
        
    	assert(str != nullptr && index >= 0 && index < str->len);
    	if (str->ref > 1)
    	{
        
    		str->ref -= 1;//断绝关系
    		StrNode* sp = str;
    		str = (StrNode*)malloc(sizeof(StrNode) + sp->size);
    		str->len = sp->len;
    		str->size = sp->size;
    		str->ref = 1;
    		strcpy_s(str->data, str->size, sp->data);
    	}
    	return str->data[index];
    }

**典型的写时拷贝**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 17]  
funA，构建sa，调用拷贝构造函数，不为空，ref为1，首先把1取出来，要加1之后再写进去，但是把这个1已经读出来了，要加1写进去的时候，被打断了，线程B进来，构建b对象，进入，不为空，ref取出来为1，加1后为2，准备后续的时候，前面读的1（脏数）加进去，最后为2，竞争关系，导致三个对象，ref=2，程序退出的时候，ref–,ref=0,导致最后程序失败  
线程的争夺资源  
如何改变？  
ref不要定义整型量  
![在这里插入图片描述][20210115213234783.png_pic_center]  
**++a执行，有很多行机器码**  
**有可能被别的语句打断**  
如何解决  
**原子操作（不可分割）**

atomic<int> ref;

**完成不了，其他线程也不能进行**

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221119/e03bdd2d60c64af48720c03f3583cc79.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221119/9911207fe661410190db37e8df33fb27.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221119/83850575169444cbbae58e33a981aeaf.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221119/5b17c0e0e213490fb2f1f8a090e1921b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221119/bf6317c65a264a368b26e16b291959f0.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221119/d6b0f6bc65c741a1ab6096d7ab61803b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]: /images/20221119/54bbdb7d40314e998ea687d5c4a69375.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]: /images/20221119/f7b02b66f08d4db2b4371202b66de4ce.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]: /images/20221119/80df2b4cc1f940cf8c397ba52cfc2043.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]: /images/20221119/2b3f73233e874193bcee7bb90c9a7a3c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]: /images/20221119/64ff29ce95c44e8aac8c120ac48ee8df.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 11]: /images/20221119/06c6d23a3c89479cb4c6c96ae8755dda.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 12]: https://img-blog.csdnimg.cn/202101152032211.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 13]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210115203315748.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 14]: https://img-blog.csdnimg.cn/202101152053329.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 15]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210115205912862.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 16]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210115205922287.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 17]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210115212617777.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
[20210115213234783.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210115213234783.png#pic_center