白話C++系列（13）-- 對象指針、對象成員指針

時間  2019-11-20
標籤 白話 c++ 系列 對象 指針 成員 欄目 C&C++ 简体版
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對象指針

所謂對象指針，顧名思義就是有一個指針，其指向一個對象，下面經過一個例子來講明這樣一個問題。ios

在這個例子中，咱們定義了一個座標的類（Coordinate），其有兩個數據成員（一個表示橫座標，一個表示縱座標）。當咱們定義了這個類以後，咱們就能夠去實例化它了。若是咱們想在堆中去實例化這個對象呢，就要以下所示：函數

經過new運算符實例化一個對象後（這個對象就會執行它的構造函數），而對象指針p就會指向這個對象。咱們的重點是要說明p與這個對象在內存中的相關位置以及它們之間的對應關係。學習

當咱們經過這樣的方式實例化一個對象後，它的本質就是在內存中分配出一塊空間，在這塊空間中存儲了橫座標（m_iX）和縱座標（m_iY），此時m_iX的地址與p所保存的地址應該是一致的，也就是說p所指向的就是這個對象的第一個元素（m_iX）。若是想用p去訪問這個元素，很簡單，就能夠這樣來訪問（p -> m_iX或者p -> m_iY），也能夠在p前加上*，使這個指針變成一個對象，而後經過點號（.）來訪問相關的數據成員（如（*p）.m_iY）。接下來看一下以下的具體範例。spa

注意：這裏的new運算符能夠自動調用對象的構造函數，而C語言中的malloc則只是單純的分配內存而不會自動調用構造函數。3d

對象指針代碼實踐

題目描述：指針

/* 示例要求code

定義Coordinate類對象

    數據成員：m_iX和m_iYblog

    聲明對象指針，並經過指針操控對象內存

 

    計算兩個點，橫、縱座標的和

/* **************************************/

頭文件（Coordinate.h）

class Coordinate
{
public:
    Coordinate();
    ~Coordinate();
public:
    int m_iX;
    int m_iY;
};

源程序（Coordinate.cpp）

#include"Coordinate.h"
#include<iostream>

using namespace std;

Coordinate::Coordinate()
{
    cout <<"Coordinate()"<< endl;
}
Coordinate::~Coordinate()
{
    cout <<"~Coordinate()"<< endl;
}

主調程序（demo.cpp）

#include"Coordinate.h"
#include<iostream>

#include<stdlib.h>

using namespace std;

int main()
{
    /* 使用兩種方法定義對象指針 */
    Coordinate *p1 = NULL;//定義一個對象指針
    p1 = new Coordinate; //讓p1指向一段內存，這裏也能夠寫成p1 = new Coordinate(),由於其默認構造函數沒有參數
    Coordinate *p2 = new Coordinate();
    
    /* 使用兩種方法讓對象指針訪問數據成員 */
    p1->m_iX = 10;
    p1->m_iY = 20;
    (*p2).m_iX = 30;
    (*p2).m_iY = 40;
    cout << p1->m_iX +(*p2).m_iX << endl;
    cout << p1->m_iY +(*p2).m_iY << endl;
    delete p1;
    p1 = NULL;
    delete p2;
    p2 = NULL;
    system("pause");
    return 0;
}

運行結果：

此外，做爲對象指針來講，還能夠指向棧中的一塊地址，怎麼來作呢？咱們來修改一下主調程序以下：

#include"Coordinate.h"
#include<iostream>
#include<stdlib.h>

using namespace std;

int main()
{
    ///* 使用兩種方法定義對象指針 */
    //Coordinate *p1 = NULL;//定義一個對象指針
    //p1 = new Coordinate; //讓p1指向一段內存，這裏也能夠寫成p1 = new Coordinate(),由於其默認構造函數沒有參數
    //Coordinate *p2 = new Coordinate();
    //
    ///* 使用兩種方法讓對象指針訪問數據成員 */
    //p1->m_iX = 10;
    //p1->m_iY = 20;
    //(*p2).m_iX = 30;
    //(*p2).m_iY = 40;
    //cout << p1->m_iX +(*p2).m_iX << endl;
    //cout << p1->m_iY +(*p2).m_iY << endl;
    //delete p1;
    //p1 = NULL;
    //delete p2;
    //p2 = NULL;

    Coordinate p1; //從棧中實例化一個對象p1
    Coordinate *p2 = &p1; //讓對象指針p2指向p1
    p2->m_iX = 10;
    p2->m_iY = 20;

    //這裏咱們來打印p1的橫座標和縱座標，來講明是對象指針p2操縱了對象p1
    cout <<"對象p1這個點的座標是：("<< p1.m_iX <<","<< p1.m_iY <<")"<< endl; 

    system("pause");
    return 0;
}

對象成員指針

對象成員指針是什麼呢？那麼咱們來想想，以前咱們學習過對象成員。對象成員，就是做爲一個對象來講，它成爲了另一個類的數據成員。而對象成員指針呢，則是對象的指針成爲了另一個類的數據成員了。

咱們先來回顧一個熟悉的例子，以下：

左邊呢，咱們定義了一個點的座標類，它的數據成員有點的橫座標和縱座標；右邊呢，咱們定義了一個線段類，在這個線段類中，須要有兩個點（一個起點和一個終點），咱們用點A和點B來表示，咱們當時用的是座標類的對象，分別是m_coorA和m_coorB。如今呢，咱們要把它們變成指針，以下：

初始化的時候呢，與對象成員初始化的方法能夠是同樣的，使用初始化列表來初始化，只不過如今是指針了，因此咱們賦初值NULL。

除了可使用初始化列表進行初始化之外，還可使用普通的初始化，好比說，在構造函數中，寫成以下方式：

固然，更多的是下面的狀況，由於咱們這是兩個指針，必定要指向某一個對象，纔可以進行操做，纔會有意義。而它指向的就應該是兩個點的座標對象：

在這裏面，指針m_pCoorA指向了一個座標對象（1,3），m_pCoorB指向了另一個座標對象（5,6）。那麼，這就至關於在構造函數當中，咱們從堆中分配了內存。既然在構造函數當中從堆中分配了內存，那麼咱們就須要在析構函數中去把這個內存釋放掉，這樣纔可以保證內存不被泄漏。

此外呢，做爲對象成員和對象成員指針還有另一個很大的不一樣。做爲對象成員來講，若是咱們使用sizeof這個對象的話，它就應該是裏面全部對象的體積的總和（以下圖所示）

　　而對象成員指針則不一樣，咱們來看一看剛剛對象成員指針咱們定義的時候是如何定義的。咱們能夠看到，咱們定義的時候呢，是寫了兩個指針做爲它的對象成員。而咱們知道，一個指針在32位的編譯器下面，它只佔4個基本內存單元，那麼兩個指針呢，則佔8個基本內存單元，而咱們前面所講到的Coordinate類呢，它有兩個數據成員，這兩個數據成員都是int型的，因此呢，每個數據成員都應該佔4個基本的內存單元。那麼這樣算下來呢，咱們來想想，若是咱們使用sizeof來判斷一個line這樣的對象，到底有多大呢？若是在line這個對象中定義的是對象成員（即兩個Coordinate），那麼這兩個Coordinate每個就應該都佔8個基本內存單元，那麼兩個呢，就應該佔16個基本內存單元，打印出來就應該是16，可是如今呢，line對象中是兩個對象成員指針，那麼每個對象成員指針應該只佔4個基本內存單元，因此sizeof(line)計算出來就應該是8，加起來是這兩個指針的大小的總和。

內存中的對象成員指針

當實例化line這個對象的時候，那麼兩個指針（m_pCoorA和m_pCoorB）也會被定義出來，因爲兩個指針都是指針類型，那麼都會佔4個基本內存單元。若是咱們在構造函數當中，經過new這樣的運算符從堆中來申請內存，實例化兩個Coordinate這樣的對象的話呢，這兩個Coordinate對象都是在堆中的，而不在line這個對象當中，因此剛纔咱們使用sizeof的時候呢，也只能獲得8，這是由於m_pCoorA佔4個基本內存單元，m_pCoorB佔4個基本內存單元，而右邊的兩個Coordinate對象並不在line這個對象的內存當中。當咱們銷燬line對象的時候呢，咱們也應該先釋放掉堆中的內存，而後再釋放掉line這個對象。

對象成員指針代碼實踐

/* 對象成員指針

要求：

定義兩個類：

    座標類：Coordinate

    數據成員：m_iX和m_iY

    成員函數：構造函數、西溝函數、數據成員封裝函數

    線段類：Line

    數據成員：點A指針 m_pCoorA，點B指針m_pCoorB

    成員函數：構造函數、析構函數、信息打印函數

/* **************************************/

頭文件（Coordinate.h）

class Coordinate
{
public:
    Coordinate(int x, int y);
    ~Coordinate();
    int getX();
    int getY();
public:
    int m_iX;
    int m_iY;
};

源程序（Coordinate.cpp）

#include"Coordinate.h"
#include<iostream>

using namespace std;

Coordinate::Coordinate(int x, int y)
{
    m_iX = x;
    m_iY = y;
    cout <<"Coordinate()  "<< m_iX <<","<< m_iY << endl;
} 
Coordinate::~Coordinate()
{
    cout <<"~Coordinate()  "<< m_iX <<","<< m_iY << endl;
}
int Coordinate::getX()
{
    return m_iX;;
}
int Coordinate::getY()
{
    return m_iY;;
}

頭文件（Line.h）

#include"Coordinate.h"

classLine
{
public:
    Line(int x1, int y1, int x2, int y2);
    ~Line();
    void printInfo();
private:
    Coordinate *m_pCoorA;
    Coordinate *m_pCoorB;
};

源程序（Line.cpp）

#include"Line.h"
#include<iostream>

using namespace std;

Line::Line(int x1, int y1, int x2, int y2)
{
    //從堆中實例化兩個座標對象，並使指針m_pCoorA和m_pCoorB分別指向這兩個對象
    m_pCoorA = new Coordinate(x1, y1);
    m_pCoorB = new Coordinate(x2, y2);
    cout <<"Line()"<< endl;
}
Line::~Line()
{
    delete m_pCoorA;
    m_pCoorA = NULL;
    delete m_pCoorB;
    m_pCoorB = NULL;
    cout <<"~Line()"<< endl;
}
voidLine::printInfo()
{
    cout <<"printInfo()"<< endl;
    cout <<"("<< m_pCoorA->getX() <<","<< m_pCoorA->getY() <<")"<< endl;
    cout <<"("<< m_pCoorB->getX() <<","<< m_pCoorB->getY() <<")"<< endl;
}

主調函數（demo.cpp）

首先咱們只實例化一個線段對象（同時傳入四個參數），而後就銷燬這個對象，不作其餘操做，以下：

#include"Line.h"
#include<iostream>
#include<stdlib.h>

using namespace std;

int main()
{
    //從堆中實例化一個線段對象，並傳入四個參數
    Line *p = new Line(1,2, 3, 4);
    delete p;
    p = NULL;


    system("pause");
    return 0;
}

咱們來看一下運行結果：

從這個運行結果來看，首先實例化了一個點座標對象A，而後又實例化了一個點座標對象B，接着才實例化了一個線段的對象；因爲後面調用了delete，A和B就會觸發這兩個Coordinate對象的析構函數，最後調用Line自己的析構函數。

此外，咱們如今在main函數中打印一下信息，經過p來調用printInfo()函數，同時經過sizeof來計算一下其大小，以下代碼：

int main()
{
    //從堆中實例化一個線段對象，並傳入所個參數
    Line *p = new Line(1,2, 3, 4);
    p->printInfo();

    delete p;
    p = NULL;

    cout <<sizeof(p) << endl;
    cout <<sizeof(Line) << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

再來看一下運行結果：

從運行結果看，經過p是能夠正常調用信息打印printInfo()函數的(屏幕中間已經打印出信息打印函數名，而且也打印出了A點座標和B點座標)。最後，打印出4和8，告訴咱們，指針p自己大小爲4，而Line對象大小爲8（說明Line僅僅包含m_pCoorA和m_pCoorB這兩個對象成員指針）。

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