C++学习11 类和new、delete操作符类与const关键字

如果你是Java、C#、PHP程序员，那么会对 new 非常熟悉，在这些编程语言中，只能通过 new 来创建对象。

在C++中，你可以像定义变量一样来创建对象，如：

Student stu;  //对象已被实例化，已分配内存空间，可以使用了
stu.say();  //调用成员函数

这种情况下，系统会在栈区为对象分配内存。栈区是内存中的一块区域，由系统自动分配和释放，程序员无法操控，一般用来存放函数的参数值、局部变量、局部对象等。

当发生函数调用时，系统将函数参数、局部变量、局部对象依次压入栈区；函数执行结束，再按照先进后出的原则将它们弹出（销毁）。

对于大部分程序，这不会有什么问题。但当你希望在函数调用结束前销毁对象时，你是无能为力的。或者你希望通过 for 循环来创建多个对象，这种方法同样也做不到。

使用 new 创建的对象，可以在任意时刻通过 delete 销毁，而且只需要一个指针指向它。

以前面的 Student 类为例，可以这样来动态创建对象：

new Student;

也可以使用构造函数：

new Student("小明", 15, 90.5f);

这样，就在堆区为对象分配了内存，并调用了构造函数。

但是此时程序员还无法访问这个对象，因为这个对象既没有名字，也没有指针指向它。这种对象称为匿名对象，它确实存在，但无法访问。

用一个指针来指向Student类的对象：

Student *pStu;
pStu = new Student("小明", 15, 90.5f);

或者：

Student *pStu = new Student("小明", 15, 90.5f);

当不再需要对象时，可以通过 delete 销毁：

delete pStu;

这样，就释放掉了对象占用的内存，并调用了析构函数。

需要说明的是：new 在堆区为对象分配内存。与栈区不同的是，堆区内存由程序员分配和释放，系统不会自动销毁，即使函数调用结束了，仍然会保留堆区内存。如果程序员不主动回收堆区内存，那么只能在程序运行结束后由操作系统回收。

为了避免内存泄露，强烈建议 new 和 delete 成对出现，及时销毁不再需要的对象。

例如，下面的代码会造成严重的内存泄露：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
class Demo{
private:
    double n;
    double m;
    int i;
};
void func(){
    Demo *p = new Demo;
}
int main(){
    int i;
    for(i=1; i<=1000000; i++){
        func();
    }
   
    system("pause");
    return 0;
}

当程序运行到 system("pause"); 语句时，你可以打开任务管理器，会发现这个小小的程序竟然占用了 32M 内存。

这是因为每次调用 func 函数，都会创建一个对象，并用 p 指向它。函数运行结束，仅仅释放了指针变量 p 占用的内存，而没有释放 p 所指向的对象占用的内存。

如果在 func 函数中不回收对象内存，那么你将永远无法回收，只能等到程序运行结束由操作系统回收，这就是典型的内存泄露。

另外注意，C语言中的 malloc、free 函数不能用来为对象分配和释放内存。

在类中，如果你不希望某些数据被修改，可以借助 const 关键字加以限定。const 可以用来修饰成员变量、成员函数、对象以及对象的引用。

const成员变量

const 成员变量的用法和普通 const 变量的用法相似，在定义时只需在前面加上 const 关键字即可。const 成员变量的初始化只有唯一的一条途径：参数初始化表。

const成员函数

const 成员函数可以使用类中的所有成员变量，但是不能修改变量的值，这种措施主要还是为了保护数据而设置的。

const 成员函数也称为常成员函数。常成员函数需要在声明和定义的时候在函数头部的结尾加上 const 关键字。请看下面的例子：

class Student{
private:
    char *name;
    int age;
    float score;
public:
    char *getName() const;
    int getAge() const;
    float getScore() const;
};
char *Student::getName() const{
    return name;
}
int Student::getAge() const{
    return age;
}
float Student::getScore() const{
    return score;
}

这段代码，将 getName、getAge、getScore 三个函数定义为常成员函数。需要注意的是，在函数声明和定义的时候都需要加上 const 关键字。

为什么要将这三个个函数定义为常成员函数呢？这三个函数都是为了获取某个成员变量的值，功能单一，并且不希望修改成员变量，如此，定义为常成员函数是非常保险的一种做法，可以避免在这两个函数内部修改成员变量。

const对象

const 也可以用来修饰对象，称为常对象。一旦将对象定义为常对象之后，就只能调用类的常成员函数了。

定义 const 对象的基本语法如下：

const  类名  对象名(实参名);
类名 const 对象名(实参名);

这两种定义方式都是可以的。一旦将对象定义为常对象之后，该对象就只能调用类中的常成员函数了。

常对象举例：

#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
private:
    char *name;
    float score;
public:
    Student(char *, float);
    char *getName() const;
    float getScore() const;
    void setName(char *name);
    void setScore(float score);
};
Student::Student(char *name, float score){
    this->name = name;
    this->score = score;
}
char *Student::getName() const{
    return name;
}
float Student::getScore() const{
    return score;
}
void Student::setName(char *name){
    this->name = name;
}
void Student::setScore(float score){
    this->score = score;
}
int main(){
    const Student stu("小明", 90.5);
    stu.getScore();
    stu.setScore(100);  //compile error
    return 0;
}

本例中，我们将类中的 getName、getScore 函数声明为常成员函数，之后在 main 函数中定义了一个常对象 stu，它只能调用常成员函数，因此在调用 getScore 函数时没有问题，但是在调用setScore 函数时编译报错，因为 setScore 不是常成员函数。