題目：下面是一個數(shù)組類的聲明與實(shí)現(xiàn)。請分析這個類有什么問題，并針對存在的問題提出幾種解決方案。

template<typename T> class Array { public:Array(unsigned arraySize):data(0), size(arraySize){if(size > 0)data = new T[size];}~Array(){if(data) delete[] data;}void setValue(unsigned index, const T& value){if(index < size)data[index] = value;}T getValue(unsigned index) const{if(index < size)return data[index];elsereturn T();}private:T* data;unsigned size; };

分析：我們注意在類的內(nèi)部封裝了用來存儲數(shù)組數(shù)據(jù)的指針。軟件存在的大部分問題通常都可以歸結(jié)指針的不正確處理。

這個類只提供了一個構(gòu)造函數(shù)，而沒有定義構(gòu)造拷貝函數(shù)和重載拷貝運(yùn)算符函數(shù)。當(dāng)這個類的用戶按照下面的方式聲明并實(shí)例化該類的一個實(shí)例

Array A(10);
Array B(A);

或者按照下面的方式把該類的一個實(shí)例賦值給另外一個實(shí)例

Array A(10);
Array B(10);
B=A;

編譯器將調(diào)用其自動生成的構(gòu)造拷貝函數(shù)或者拷貝運(yùn)算符的重載函數(shù)。在編譯器生成的缺省的構(gòu)造拷貝函數(shù)和拷貝運(yùn)算符的重載函數(shù)，對指針實(shí)行的是按位拷貝，僅僅只是拷貝指針的地址，而不會拷貝指針的內(nèi)容。因此在執(zhí)行完前面的代碼之后，A.data和B.data指向的同一地址。當(dāng)A或者B中任意一個結(jié)束其生命周期調(diào)用析構(gòu)函數(shù)時，會刪除data。由于他們的data指向的是同一個地方，兩個實(shí)例的data都被刪除了。但另外一個實(shí)例并不知道它的data已經(jīng)被刪除了，當(dāng)企圖再次用它的data的時候，程序就會不可避免地崩潰。

由于問題出現(xiàn)的根源是調(diào)用了編譯器生成的缺省構(gòu)造拷貝函數(shù)和拷貝運(yùn)算符的重載函數(shù)。一個最簡單的辦法就是禁止使用這兩個函數(shù)。于是我們可以把這兩個函數(shù)聲明為私有函數(shù)，如果類的用戶企圖調(diào)用這兩個函數(shù)，將不能通過編譯。實(shí)現(xiàn)的代碼如下：

private:Array(const Array& copy);const Array& operator = (const Array& copy);

最初的代碼存在問題是因?yàn)椴煌瑢?shí)例的data指向的同一地址，刪除一個實(shí)例的data會把另外一個實(shí)例的data也同時刪除。因此我們還可以讓構(gòu)造拷貝函數(shù)或者拷貝運(yùn)算符的重載函數(shù)拷貝的不只是地址，而是數(shù)據(jù)。由于我們重新存儲了一份數(shù)據(jù)，這樣一個實(shí)例刪除的時候，對另外一個實(shí)例沒有影響。這種思路我們稱之為深度拷貝。實(shí)現(xiàn)的代碼如下：

public:Array(const Array& copy):data(0), size(copy.size){if(size > 0){data = new T[size];for(int i = 0; i < size; ++ i)setValue(i, copy.getValue(i));}}const Array& operator = (const Array& copy){if(this == &copy)return *this;if(data != NULL){delete []data;data = NULL;}size = copy.size;if(size > 0){data = new T[size];for(int i = 0; i < size; ++ i)setValue(i, copy.getValue(i));}}

為了防止有多個指針指向的數(shù)據(jù)被多次刪除，我們還可以保存究竟有多少個指針指向該數(shù)據(jù)。只有當(dāng)沒有任何指針指向該數(shù)據(jù)的時候才可以被刪除。這種思路通常被稱之為引用計(jì)數(shù)技術(shù)。在構(gòu)造函數(shù)中，引用計(jì)數(shù)初始化為1；每當(dāng)把這個實(shí)例賦值給其他實(shí)例或者以參數(shù)傳給其他實(shí)例的構(gòu)造拷貝函數(shù)的時候，引用計(jì)數(shù)加1，因?yàn)檫@意味著又多了一個實(shí)例指向它的data；每次需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)或者需要把data賦值為其他數(shù)據(jù)的時候，引用計(jì)數(shù)要減1，因?yàn)檫@意味著指向它的data的指針少了一個。當(dāng)引用計(jì)數(shù)減少到0的時候，data已經(jīng)沒有任何實(shí)例指向它了，這個時候就可以安全地刪除。實(shí)現(xiàn)的代碼如下：

public:Array(unsigned arraySize):data(0), size(arraySize), count(new unsigned int){*count = 1;if(size > 0)data = new T[size];}Array(const Array& copy): size(copy.size), data(copy.data), count(copy.count){++ (*count);}~Array(){Release();}const Array& operator = (const Array& copy){if(data == copy.data)return *this;Release();data = copy.data;size = copy.size;count = copy.count;++(*count);}private:void Release(){--(*count);if(*count == 0){if(data){delete []data;data = NULL;}delete count;count = 0;}}unsigned int *count;

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的程序员面试题精选100题(15)－含有指针成员的类的拷贝[C/C++/C#]的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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