C++ Primer 中文版第十二、十三章動态記憶體、拷貝控制

《C++ Primer 中文版（第5版）》是一本介紹C++程式設計語言的權威教材，其中對動态記憶體管理部分進行了詳細解釋。下面是對該書中動态記憶體管理相關内容的解釋和代碼示例：

動态記憶體與智能指針：
動态記憶體是在程式運作時通過new運算符來配置設定的記憶體，不同于靜态記憶體（由編譯器自動配置設定和釋放）和棧記憶體（由函數調用和傳回自動配置設定和釋放）。
智能指針是C++中用于管理動态記憶體的對象。它們能夠自動跟蹤指針所指向的記憶體，并在不再需要時自動釋放記憶體。
其中一個常用的智能指針類是shared_ptr，它使用引用計數的方式來管理記憶體。當最後一個指向某塊記憶體的shared_ptr被銷毀時，該記憶體會自動被釋放。
shared_ptr類：
shared_ptr類是C++标準庫中的一種智能指針類，用于共享擁有某塊動态記憶體的所有權。
它的定義位于<memory>頭檔案中，使用時需要包含該頭檔案。
shared_ptr的構造函數接受一個指針作為參數，可以使用new運算符來建立一個動态對象，并将其指針傳遞給shared_ptr的構造函數。
shared_ptr的析構函數會在引用計數為0時自動釋放所管理的記憶體。
直接管理記憶體：
C++中可以通過new運算符直接管理記憶體。new運算符會在堆上配置設定一塊記憶體，并傳回指向該記憶體的指針。
使用new運算符建立的對象将在程式員主動釋放或智能指針被銷毀時釋放。
shared_ptr和new結合使用：
我們可以使用new運算符建立一個對象，并将其指針傳遞給shared_ptr的構造函數，進而将動态對象的所有權交給shared_ptr。
以下是一個示例代碼：

#include <memory>

int main() {
    int* ptr = new int(10);  // 使用new運算符建立動态對象
    std::shared_ptr<int> sharedPtr(ptr);  // 将動态對象的指針傳遞給shared_ptr的構造函數
    // ...
    return 0;
}

智能指針和異常：
智能指針在異常進行中起到了重要的作用。當發生異常時，智能指針能夠確定動态記憶體的正确釋放，避免記憶體洩漏。
例如，當使用new運算符建立動态對象時，如果在對象建立後發生異常，智能指針會在其作用域結束時自動釋放記憶體。
unique_ptr：
unique_ptr是另一種智能指針類，與shared_ptr不同，它不使用引用計數來管理記憶體。
unique_ptr隻能擁有一個指向某塊記憶體的所有權，不能被複制或共享。
unique_ptr的析構函數會在其作用域結束時自動釋放所管理的記憶體。
weak_ptr：
weak_ptr是一種特殊的智能指針，它可以與shared_ptr配合使用，但不會增加引用計數。
weak_ptr可以用于解決shared_ptr的循環引用問題，避免記憶體洩漏。
動态數組：
C++中可以使用new運算符建立動态數組，即在堆上配置設定一塊連續的記憶體用于存儲數組元素。
與普通指針不同，動态數組的指針不能直接指派給智能指針，需要使用特定的析構函數來釋放記憶體。
new和數組：
使用new運算符建立動态數組時，需要在類型後面加上方括号，并指定數組的大小。
new運算符會傳回指向數組第一個元素的指針。
allocator類：
allocator是C++标準庫中的一個模闆類，用于在堆上配置設定和釋放記憶體。
它提供了allocate和deallocate成員函數，用于配置設定和釋放記憶體，以及construct和destroy成員函數，用于對象的構造和析構。

以上是《C++ Primer 中文版（第5版）》中動态記憶體管理相關内容的簡要解釋和代碼示例。建議您參考該書籍的詳細章節來擷取更全面的了解和執行個體代碼。

C++中的移動構造函數和移動指派是用于在對象之間進行資源的轉移，以提高性能和減少不必要的複制操作。移動語義是C++11引入的特性，通過使用右值引用來實作。

移動構造函數用于将一個對象的資源轉移到另一個對象，而不進行深拷貝。它接受一個右值引用參數，并将資源從傳入的對象“竊取”過來。移動構造函數的文法如下：

ClassName(ClassName&& other)
{
    // 将資源從other對象轉移到目前對象
}

移動指派操作符用于将一個對象的資源轉移到另一個對象，同樣避免了不必要的複制。它接受一個右值引用參數，并将資源從傳入的對象“竊取”過來。移動指派操作符的文法如下：

ClassName& operator=(ClassName&& other)
{
    if (this != &other) {
        // 釋放目前對象的資源

        // 将資源從other對象轉移到目前對象
    }
    return *this;
}

下面是一個使用移動構造函數和移動指派的示例：

class Resource {
public:
    Resource() {
        // 資源的初始化
    }

    // 移動構造函數
    Resource(Resource&& other) {
        // 将資源從other對象轉移到目前對象
    }

    // 移動指派操作符
    Resource& operator=(Resource&& other) {
        if (this != &other) {
            // 釋放目前對象的資源

            // 将資源從other對象轉移到目前對象
        }
        return *this;
    }

    // 其他成員函數和資料成員
};

int main() {
    Resource resource1;
    Resource resource2(std::move(resource1));  // 使用移動構造函數将resource1的資源轉移到resource2

    Resource resource3;
    resource3 = std::move(resource2);  // 使用移動指派操作符将resource2的資源轉移到resource3

    return 0;
}

在上面的示例中，通過使用std::move()函數将對象轉換為右值引用，進而調用移動構造函數和移動指派操作符進行資源的轉移。

需要注意的是，在移動構造函數和移動指派操作符中，我們通常需要釋放目前對象的資源，并将傳入對象的資源轉移過來。這樣做可以避免資源的重複配置設定和釋放，提高程式的性能。

在C++标準庫中，std::move函數是一個用于将對象轉移的工具函數。它的主要作用是将給定的對象标記為可以進行移動操作，進而使編譯器能夠選擇移動語義而不是拷貝語義來操作對象。

std::move函數的定義位于 <utility> 頭檔案中，函數簽名如下：

template <typename T>
typename std::remove_reference<T>::type&& move(T&& arg) noexcept;

在這個函數簽名中，T 是一個模闆參數，arg 是一個右值引用。

std::move函數的使用方法很簡單，隻需要将需要移動的對象作為參數傳遞給它即可。它将傳回一個右值引用，表示對象可以被移動。

下面是一個使用std::move函數的簡單示例：

#include <iostream>
#include <utility>

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "Default constructor" << std::endl; }
    MyClass(const MyClass&) { std::cout << "Copy constructor" << std::endl; }
    MyClass(MyClass&&) { std::cout << "Move constructor" << std::endl; }
};

int main() {
    MyClass obj1;  // 調用預設構造函數
    MyClass obj2(std::move(obj1));  // 調用移動構造函數

    return 0;
}

在這個示例中，MyClass 類有一個預設構造函數、一個拷貝構造函數和一個移動構造函數。在 main() 函數中，我們建立了兩個 MyClass 對象 obj1 和 obj2。在調用 std::move(obj1) 時，我們将 obj1 标記為可移動的，并将其作為參數傳遞給 obj2 的構造函數。由于 obj1 被标記為可移動，編譯器将選擇調用移動構造函數來初始化 obj2，而不是拷貝構造函數。

總結一下，std::move函數是C++标準庫提供的一個工具函數，用于将對象标記為可移動，進而使編譯器能夠選擇移動語義而不是拷貝語義來操作對象。

在C++中，右值引用（rvalue reference）是C++11引入的一種引用類型。它與傳統的左值引用（lvalue reference）不同，右值引用主要用于實作移動語義和完美轉發。

右值引用的文法形式是使用雙引号 && 來聲明，例如：

int&& rvalueRef = 42;

右值引用主要有兩個重要的特性：

移動語義（Move Semantics）：右值引用可以綁定到臨時對象（右值），并且可以将其資源所有權從一個對象轉移給另一個對象，而無需進行資源的拷貝。這樣可以避免不必要的資源拷貝，提高程式的性能。
例如，考慮以下代碼：
std::vector<int> createVector() { std::vector<int> v; // 假設在這裡向 v 中添加了大量元素 return v; } int main() { std::vector<int> v1 = createVector(); // 拷貝構造，可能開銷較大 std::vector<int>&& v2 = createVector(); // 移動構造，避免了拷貝開銷 return 0; }
在上面的代碼中，createVector() 函數傳回了一個臨時的 std::vector<int> 對象。在使用拷貝構造函數初始化 v1 時，需要将臨時對象的内容拷貝到 v1 中，可能開銷較大。而在使用移動構造函數初始化 v2 時，可以直接将臨時對象的内容“移動”給 v2，避免了不必要的拷貝，提高了效率。
完美轉發（Perfect Forwarding）：右值引用還可以用于實作完美轉發，即在函數模闆中以原封不動的方式将參數轉發給其他函數。
例如，考慮以下代碼：
template<typename T> void forwardFunction(T&& arg) { anotherFunction(std::forward<T>(arg)); } void anotherFunction(int& arg) { // 處理左值引用 } void anotherFunction(int&& arg) { // 處理右值引用 } int main() { int value = 42; forwardFunction(value); // 調用左值引用版本的 anotherFunction forwardFunction(42); // 調用右值引用版本的 anotherFunction return 0; }
在上面的代碼中，forwardFunction() 是一個函數模闆，它接受一個右值引用參數 arg。通過使用 std::forward() 函數，可以将 arg 原封不動地轉發給 anotherFunction() 函數。根據 arg 的類型，将會調用相應的左值引用版本或右值引用版本的 anotherFunction() 函數。

總結一下，右值引用在C++中引入了移動語義和完美轉發的特性，可以提高程式的性能和靈活性。通過使用右值引用，可以避免不必要的資源拷貝，并且可以将參數原封不動地轉發給其他函數。

《C++ Primer 中文版（第 5 版）》是一本經典的C++學習教材，其中詳細介紹了拷貝控制相關的内容。下面是一些相關的主題和概念的解釋：

1. 拷貝、指派與銷毀：在C++中，對象的拷貝、指派和銷毀是重要的操作。拷貝構造函數、拷貝指派運算符和析構函數是用于實作這些操作的特殊成員函數。

2. 拷貝構造函數：拷貝構造函數用于建立一個新對象，并将其初始化為已存在的同類型對象的副本。它通常以引用方式接受一個對象作為參數。

3. 拷貝指派運算符：拷貝指派運算符用于将一個已存在的對象的值賦給另一個已存在的對象。它通常以引用方式接受一個對象作為參數，并傳回一個指向該對象的引用。

4. 析構函數：析構函數用于在對象被銷毀時執行清理操作，例如釋放動态配置設定的記憶體或關閉檔案。它沒有參數，也沒有傳回值。

5. 三/五法則：C++中的三/五法則是指在需要顯式定義拷貝構造函數、拷貝指派運算符和析構函數時，通常還需要定義移動構造函數和移動指派運算符。這樣可以確定對象在各種操作下的正确行為。

6. 使用=default：使用`=default`文法可以顯式地要求編譯器生成預設的拷貝構造函數、拷貝指派運算符或析構函數。這在某些情況下可以簡化代碼。

7. 阻止拷貝：通過将拷貝構造函數和拷貝指派運算符聲明為私有成員或删除它們，可以阻止對象的拷貝。

8. 拷貝控制和資源管理：拷貝控制和資源管理是指在對象拷貝和銷毀時管理相關資源（如動态記憶體、檔案句柄等）。正确的拷貝控制能夠確定資源的正确配置設定和釋放。

9. 行為像值的類：行為像值的類是指拷貝構造函數和拷貝指派運算符能夠正确地複制對象的所有成員，使得每個對象都是獨立的。

10. 定義行為像指針的類：定義行為像指針的類是指拷貝構造函數和拷貝指派運算符隻複制指針本身，而不複制指針指向的對象。這樣可以共享資源而不是複制資源。

11. 交換操作：交換操作是指通過交換兩個對象的值來實作對象交換的操作。它通常用于實作移動構造函數和移動指派運算符。

12. 動态記憶體管理類：動态記憶體管理類是指封裝了動态記憶體配置設定和釋放的操作，用于管理對象的生命周期和資源。

13. 對象移動：對象移動是指将一個對象的資源轉移到另一個對象，而不是進行拷貝。這可以提高性能和效率。

14. 右值引用：右值引用是C++11引入的新特性，用于辨別臨時對象或即将被銷毀的對象。它可以用于實作移動操作。

15. 移動構造函數和移動指派運算符：移動構造函數和移動指派運算符用于實作對象的移動操作，将一個對象的資源轉移到另一個對象，避免了不必要的拷貝。

16. 右值引用和成員函數：右值引用可以用于修飾成員函數，使其隻能用于右值對象上，進而實作特定的語義操作。

以上是《C++ Primer 中文版（第 5 版）》中關于拷貝控制的一些内容的簡要解釋。這本書提供了更詳細的講解和代碼示例，建議你查閱該書以擷取更全面的了解。

C++ Primer 中文版第十二、十三章動态記憶體、拷貝控制

繼續閱讀

C++ Primer 中文版第三章字元串、向量和數組

C++ Primer 中文版第一章内容詳細介紹

C++ Primer 中文版第十章泛型算法

C++二維數組動态記憶體配置設定【轉】

C++:26---動态記憶體管理new、delete

外刊每日純幹貨-180pack,hamstring,frivolous,experiment,propup,bolste

大蟬翼二代adizeroprimesp243.5#釘鞋

realloc動态記憶體調整探究1 關于動态記憶體2 函數介紹3 值得注意的地方代碼探究4 關于free的小知識5 realloc源碼6 一個程式示例7 重點總結回顧

現代種植研究：褪黑素可以在儲存期間保持甜櫻桃的品質據報道，褪黑素在水果成熟中起着重要作用，盡管收獲前褪黑素處理對儲存期間

職務犯罪或白領犯罪的本質到底是權力濫用，還是信用的濫用，看來是一個重大的理論分野。權力的理論視角緊盯當權者，但其實對社會

《C++ Primer 5th》筆記（12 / 19）：動态記憶體

adidas為NMDS1增添“CoralFusion”元素adidasNMDS1繼續在該品牌的BOOST産品陣容中發揮重

釋放void*指針

C++動态申請二位數組記憶體空間

c++動态數組常見的一些問題（delete，以及對數組元素重新修改）

進一步評估了EP、EP/7.5%TFXBJ和CNC1的粘接性能，首先分别研究了三個體系的樣品在UV光固化，光-熱雙固化以

C++ Primer 中文版 第十二、十三章 動态記憶體 、拷貝控制

繼續閱讀

C++ Primer 中文版第十二、十三章動态記憶體、拷貝控制