Динамическое размещение членов класса

В качестве членов класса могут выступать и указатели на объекты, размещенные в области динамического обмена. В таких случаях выделение памяти для хранения этих объектов осуществляется в конструкторе или в одном из методов класса. Освобождение памяти происходит, как правило, в деструкторе (листинг 8.7.).

Листинг 8.7. Указатели как члены класса

1: // Листинг 8.7.

2: // Указатели как члены класса

3:

4: #include <iostream.h>

5:

6: class SimpleCat

7: {

8: public:

9: SimpleCat();

10: ~SimpleCat();

11: int GetAge() const { return *itsAge; }

12: void SetAge(int age) { *itsAge = age; }

13:

14: int GetWeight() const { return *itsWeight; }

15: void setWeight (int weight) { *itsWeight = weight; }

16:

17: private:

18: int * itsAge:

19: int * itsWeight;

20: };

21:

22: SimpleCat::SimpleCat()

23: {

24: itsAge = new int(2);

25: itsWeight = new int(5);

26: }

27:

28: SimpleCat::~SimpleCat()

29: {

30: delete itsAge;

31: delete itsWeight;

32: }

33:

34: int main()

35: {

36: SimpleCat *Frisky = new SimpleCat;

37: cout << "Frisky " << Frisky->GetAge() << " years old\n";

38: Frisky->SetAge(5);

39: cout << "Frisky " << Frisky->GetAge() << " years old\n";

40: delete Frisky;

41: return 0;

42: }

Результат:

Frisky 2 years old

Frisky 5 years old

Анализ: Объявляем класс, переменными-членами которого являются два указателя на тип int. В конструкторе класса (строки 22—26) выделяется память для хранения этих переменных, а затем им присваиваются начальные значения.

Выделенная под переменные-члены память освобождается в деструкторе (строки 28—32). После освобождения памяти в деструкторе присваивать указателям нулевые значения не имеет смысла, поскольку уничтожается и сам экземпляр класса. Такая ситуация является одним из тех случаев, когда после освобождения памяти указателю можно не присваивать значение 0.

При выполнении функции, из которой осуществляется обращение к переменным класса (в данном случае main()), вы можете и не знать, каким образом выполняется это обращение. Вы лишь вызываете соответствующие методы класса (GetAge() и SetAge()), а все операции с памятью выполняются внутренними механизмами класса.

При уничтожении объекта Frisky (строка 40) вызывается деструктор класса SimpleCat. В деструкторе память, выделенная под члены класса, освобождается. Если один из членов класса является объектом другого определенного пользователем класса, происходит вызов деструктора этого класса.

Вопросы и ответы: Если я объявляю объекг класса, хранящийся в стеке, а этот объект, в свою очередь, имеет переменные-члены, хранящиеся в области динамического обмена, то какие части объекта будрт находиться в стеке, а какие — в области динамического обмена?

#include <iostream.h>

class SimpleCat

{

public:

SimpleCat();

~SimpleCat();

int GetAge() const { return *itsAge; }

// другие методы

private:

int * itsAge;

int * itsWeight;

};

SimpleCat::SimpleCat()

{

itsAge = new int(2);

itsWeight = new int(5);

}

SimpleCat::~SimpleCat()

{

delete itsAge;

delete itsWeight;

}

int main()

{

SimpleCat Frisky;

cout << "Frisky is " << Frisky.GetAge() << " years old\n";

return 0;

}

В стеке будет находиться локальная переменная Frisky. Эта переменная содержитдва указателя, каждый из которых занимает по четыре байта стековой памяти для хранения адресов целочисленных значений, размещенных в области динамического обмена. Таким образом, объект Frisky займет восемь байтов стековой памяти и восемь— в области динамического обмена.

Конечно, для данного примера динамическое размещение в памяти переменных- членов не обязательно. Однако в реальных программах такой способ хранения данных может оказаться достаточно эффективным.

Важно четко поставить задачу, которую необходимо решить. Помните, что любая программа начинается с проектирования. Допустим, например, что требуется создать класс, членом которого является объект другого класса, причем второй объект может создаваться еще до возникновения первого и оставаться после его уничтожения. В этом случае доступ ко второму объекту должен осуществляться только по ссыпке, т.е. с использованием указателя.

Допустим, первым объектом является окно, а вторым — документ. Вполне понятно, что окно должно иметь доступ к документу. С другой стороны, продолжительность существования документа никак не контролируется окном. Поэтому для окна важно хранить лишь ссылку на этот документ.

Об использовании ссылок речь идет на затянии 9.

Указатель this

Каждый метод класса имеет скрытый параметр — указатель this. Этот указатель содержит адрес текущего объекта. Рассмотренные в предыдущем разделе функции GetAge() и SetAge() также содержат этот параметр.

В листинге 8.8 приведен пример использования указателя this в явном виде.

Листинг 8.8. Указатель this

1: // Листинг 8.8.

2: // Указатель this

3:

4: #include <iostream.h>

5:

6: class Rectangle

7: {

8: public:

9: Rectangle();

10: ~Rectangle();

11: void SetLength(int length) { this->itsLength = length; }

12: int GetLength() const { return this->itsLength; }

13:

14: void SetWidth(int width) { itsWidth = width; }

15: int GetWidth() const { return itsWidth; }

16:

17: int itsLength

18: int itsWidth;

20: };

21:

22: Rectangle::Rectangle()

23: {

24: itsWidth = 5;

25: itsLength = 10;

26: }

27: Rectangle::~Rectangle()

28: {}

29:

30: int main()

31: {

32: Rectangle theRect;

33: cout << "theRect is " << theRect.GetLength() << " meters long.\n";

34: cout << "theRect is " << theRect.GetWidth() << " meters wide.\n";

35: theRect.SetLength(20);

36: theRect.SetWidth(10);

37: cout << "theRect is " << theRect.GetLength() << " meters long.\n";

38: cout << "theRect is " << theRect.GetWidth() << " meters wide.\n";

39: return 0;

40: }

Результат:

theRect is 10 meters long.

theRect s 5 meters wide.

theRect is 20 meters long.

theRect is 10 meters wide.

Анализ: В функциях SetLength() и GetLength() при обращении к переменным класса Rectangle указатель this используется в явном виде. В функциях SetWidth() и GetWidth() такое обращение осуществляется неявно. Несмотря на различие в синтаксисе, оба варианта идентичны.

На самом деле роль указателя this намного важнее, чем это может показаться. Поскольку this является указателем, он содержит адрес текущего объекта и в этой роли может оказаться достаточно мощным инструментом.

При обсуждении проблемы перегрузки операторов (занятие 10) будет приведено несколько реальных примеров использования указателя this. В данный момент вам необходимо понимать, что this — это указатель, хранящий адрес объекта, в котором он используется.

Память для указателя this не выделятся и не освобождается программно. Эту задачу берет на себя компилятор.