【C++初學】課后作業匯總復習（七） 指針-深淺copy

1、 HugeInt類:構造、+、cout

Description:
32位整數的計算機可以表示整數的范圍近似為－20億到＋20億。在這個范圍內操作一般不會出現問題，但是有的應用程序可能需要使用超出上述范圍的整數。C++可以滿足這個需求，創建功能強大的新的數據類型。

定義一個HugeInt類，使用一個數組存儲大整數的每一位。如 short integer[ 40 ]; 即可實現存儲位數為40位的整數。暫不考慮負數。請根據主函數為該類：

1）定義兩個構造，分別接受int和string類型的參數；當參數為string類型時，可以使用字符串處理函數將string類型轉換為數值類型。

2）重載＋運算，分別能夠實現兩個HugeInt對象相加，HugeInt與int相加，HugeInt與string相加。提示，先實現兩個HugeInt相加，當HugeInt與int相加時，可以將int通過轉換構造函數轉換為HugeInt類型，然后調用兩個HugeInt相加。HugeInt與string相加亦如此。

3）重載<<運算符。

注意：程序前綴、后綴代碼已給出。

Sample Input：
無

Sample Output：
在這里插入圖片描述

//StudybarCommentBegin
#include <iostream>
#include <cctype> // isdigit function prototype
#include <cstring> // strlen function prototype
using namespace std;class HugeInt
{friend ostream &operator<<( ostream &, const HugeInt & );
public:static const int digits = 30;HugeInt( long = 0 ); // conversion/default constructorHugeInt( const char * ); // conversion constructor// addition operator; HugeInt + HugeIntHugeInt operator+( const HugeInt & ) const;// addition operator; HugeInt + intHugeInt operator+( int ) const;// addition operator;// HugeInt + string that represents large integer valueHugeInt operator+( const char * ) const;int getLength() const;
private:short integer[ digits ];
}; // end class HugeInt//StudybarCommentEnd// Implementation of HugeInt class
HugeInt::HugeInt(long value) {// Initialize all digits to 0for (int i = 0; i < digits; i++) {integer[i] = 0;}// Store digits in reverse orderfor (int i = digits - 1; value != 0 && i >= 0; i--) {integer[i] = value % 10;value /= 10;}
}HugeInt::HugeInt(const char *str) {// Initialize all digits to 0for (int i = 0; i < digits; i++) {integer[i] = 0;}int len = strlen(str);int j = digits - 1;// Store digits in reverse orderfor (int i = len - 1; i >= 0 && j >= 0; i--) {if (isdigit(str[i])) {integer[j--] = str[i] - '0';}}
}HugeInt HugeInt::operator+(const HugeInt &op2) const {HugeInt temp;int carry = 0;for (int i = digits - 1; i >= 0; i--) {temp.integer[i] = integer[i] + op2.integer[i] + carry;if (temp.integer[i] > 9) {temp.integer[i] %= 10;carry = 1;} else {carry = 0;}}return temp;
}HugeInt HugeInt::operator+(int op2) const {return *this + HugeInt(op2);
}HugeInt HugeInt::operator+(const char *op2) const {return *this + HugeInt(op2);
}int HugeInt::getLength() const {int i;for (i = 0; (i < digits) && (integer[i] == 0); i++); // skip leading zerosreturn (i == digits) ? 1 : (digits - i);
}ostream &operator<<(ostream &output, const HugeInt &num) {int i;for (i = 0; (i < HugeInt::digits) && (num.integer[i] == 0); i++); // skip leading zerosif (i == HugeInt::digits) {output << 0;} else {for (; i < HugeInt::digits; i++) {output << num.integer[i];}}return output;
}//StudybarCommentBegin
int main()
{HugeInt n1( 7654321 );HugeInt n2( 7891234 );HugeInt n3( "99999999999999999999999999999" );HugeInt n4( "1" );HugeInt result;cout << "n1 is " << n1 << "\nn2 is " << n2<< "\nn3 is " << n3 << "\nn4 is " << n4<< "\nresult is " << result << "\n\n";result = n1 + n2;cout << n1 << " + " << n2 << " = " << result << "\n\n";cout << n3 << " + " << n4 << "\n= " << ( n3 + n4 ) << "\n\n";result = n1 + 9;cout << n1 << " + " << 9 << " = " << result << endl;result = n2 + "10000";cout << n2 << " + " << "10000" << " = " << result << endl;return 0;
} // end main//StudybarCommentEnd

2、對象指針定義形式——代碼糾正

對象指針定義形式

類名 *對象指針名；

例:

Point a(5,10);

Piont *ptr;

ptr=&a;

通過指針訪問對象成員

對象指針名->成員名

例：ptr->getx() 相當于 (*ptr).getx();

例6-12使用指針來訪問Point類的成員

//6_12.cpp

#include

using namespace std;

class Point {

public:

Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) { }

int getX() const { return this->x; }

int getY() const { return y; }

private:

int x, y;

};

int main() {

Point a(4, 5);

Point p1 = &a; //定義對象指針，用a的地址初始化

cout << p1.getX() << endl;//用指針訪問對象成員

cout << a->getY() << endl; //用對象名訪問對象成員

return 0;

}

本題輸出結果

4
5

#include <iostream>
using namespace std;class Point {
public:Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) { }int getX() const { return this->x; }int getY() const { return y; }
private:int x, y;
};int main() {Point a(4, 5);Point *p1 = &a; // 定義對象指針，用a的地址初始化cout << p1->getX() << endl; // 用指針訪問對象成員cout << a.getY() << endl; // 用對象名訪問對象成員return 0;
}

3、動態創建對象舉例

動態內存分配

動態申請內存操作符 new

new 類型名T（初始化參數列表）

功能：在程序執行期間，申請用于存放T類型對象的內存空間，并依初值列表賦以初值。

結果值：成功：T類型的指針，指向新分配的內存；失敗：拋出異常。

釋放內存操作符delete

delete 指針p

功能：釋放指針p所指向的內存。p必須是new操作的返回值。

本題給出了前綴，本題程序，應該和下列代碼等價！

例6-16 動態創建對象舉例

#include

using namespace std;

class Point {

public:

Point() : x(0), y(0) {

cout<<“Default Constructor called.”<<endl;

}

Point(int x, int y) : x(x), y(y) {

cout<< “Constructor called.”<<endl;

}

~Point() { cout<<“Destructor called.”<<endl; }

int getX() const { return x; }

int getY() const { return y; }

void move(int newX, int newY) {

x = newX;

y = newY;

}

private:

int x, y;

};

int main() {
cout << "Step one: " << endl;
Point *ptr1 = new Point; //調用默認構造函數
cout<getX()<<endl; //輸出GetX
delete ptr1; //刪除對象，自動調用析構函數
cout << "Step two: " << endl;
ptr1 = new Point(1,2);
cout<getX()<<endl; //輸出GetX
delete ptr1;
return 0;
}

//StudybarCommentBegin
#include <iostream>
using namespace std;
class Point {
public:Point();Point(int x, int y);~Point();int getX() const; int getY() const; void move(int newX, int newY);
private:int x, y;
};
//StudybarCommentEndPoint::Point() : x(0), y(0) {cout << "Default Constructor called." << endl;
}Point::Point(int x, int y) : x(x), y(y) {cout << "Constructor called." << endl;
}Point::~Point() {cout << "Destructor called." << endl;
}int Point::getX() const {return x;
}int Point::getY() const {return y;
}void Point::move(int newX, int newY) {x = newX;y = newY;
}int main() {cout << "Step one: " << endl;Point *ptr1 = new Point; //調用默認構造函數cout << ptr1->getX() << endl; //輸出GetXdelete ptr1; //刪除對象，自動調用析構函數cout << "Step two: " << endl;ptr1 = new Point(1,2);cout << ptr1->getX() << endl; //輸出GetXdelete ptr1;return 0;
}

4、 動態創建對象數組舉例

例6-17 動態創建對象數組舉例

分配和釋放動態數組

分配：new 類型名T [ 數組長度 ]

數組長度可以是任何表達式，在運行時計算

釋放：delete[] 數組名p

釋放指針p所指向的數組。
p必須是用new分配得到的數組首地址。

例6-17 動態創建對象數組舉例

#include<iostream>using namespace std;#include <iostream>using namespace std;class Point {public:Point() : x(0), y(0) {cout<<"Default Constructor called."<<endl;}Point(int x, int y) : x(x), y(y) {cout<< "Constructor called."<<endl;}~Point() { cout<<"Destructor called."<<endl; }int getX() const { return x; }int getY() const { return y; }void move(int newX, int newY) {x = newX;y = newY;}private:int x, y;};int main() {
Point *ptr = new Point[2]; //創建對象數組
ptr[0].move(5, 10); //通過指針訪問數組元素的成員
cout<<ptr[0].getY()<<endl;
ptr[1].move(15, 20); //通過指針訪問數組元素的成員
cout<<ptr[1].getY()<<endl;   
cout << "Deleting..." << endl;
delete[] ptr; //刪除整個對象數組
return 0;
}

5、淺層復制與深層復制

淺層復制

實現對象間數據元素的一一對應復制。

深層復制

當被復制的對象數據成員是指針類型時，不是復制該指針成員本身，而是將指針所指對象進行復制

例6-21 對象的淺層復制

#include

#include

using namespace std;

class Point {

//類的聲明同例6-16

//……

};

class ArrayOfPoints {

//類的聲明同例6-18

//……

};

int main() {

int count;

cout << "Please enter the count of points: ";

cin >> count;

ArrayOfPoints pointsArray1(count); //創建對象數組

pointsArray1.element(0).move(5,10);

pointsArray1.element(1).move(15,20);

ArrayOfPoints pointsArray2(pointsArray1); //創建副本

cout << “Copy of pointsArray1:” << endl;

cout << "Point_0 of array2: " << pointsArray2.element(0).getX() << ", "

<< pointsArray2.element(0).getY() << endl;

cout << "Point_1 of array2: " << pointsArray2.element(1).getX() << ", "

<< pointsArray2.element(1).getY() << endl;

pointsArray1.element(0).move(25, 30);

pointsArray1.element(1).move(35, 40);

cout<<“After the moving of pointsArray1:”<<endl;

cout << "Point_0 of array2: " << pointsArray2.element(0).getX() << ", "

<< pointsArray2.element(0).getY() << endl;

cout << "Point_1 of array2: " << pointsArray2.element(1).getX() << ", "

<< pointsArray2.element(1).getY() << endl;

return 0;

}

運行結果如下：

Please enter the number of points:2

Default Constructor called.

Default Constructor called.

Copy of pointsArray1:

Point_0 of array2: 5, 10

Point_1 of array2: 15, 20

After the moving of pointsArray1:

Point_0 of array2: 25, 30

Point_1 of array2: 35, 40

Deleting…

Destructor called.

Destructor called.

Deleting…

接下來程序出現運行錯誤。

在這里插入圖片描述
例6-22 對象的深層復制

#include

#include

using namespace std;

class Point { //類的聲明同例6-16

};

class ArrayOfPoints {

public:

ArrayOfPoints(const ArrayOfPoints& pointsArray);

//其他成員同例6-18

};

ArrayOfPoints::ArrayOfPoints(const ArrayOfPoints& v) {

size = v.size;

points = new Point[size];

for (int i = 0; i < size; i++)

points[i] = v.points[i];

}

int main() {

//同例6-20

}

程序的運行結果如下：

Please enter the number of points:2

Default Constructor called.

Default Constructor called.

Default Constructor called.

Default Constructor called.

Copy of pointsArray1:

Point_0 of array2: 5, 10

Point_1 of array2: 15, 20

After the moving of pointsArray1:

Point_0 of array2: 5, 10

Point_1 of array2: 15, 20

Deleting…

Destructor called.

Destructor called.

Deleting…

Destructor called.

Destructor called.

在這里插入圖片描述

#include <iostream>
#include <cassert>
using namespace std;class Point {
public:Point() : x(0), y(0) {cout << "Default Constructor called." << endl;}~Point() {cout << "Destructor called." << endl;}void move(int newX, int newY) { x = newX; y = newY; }int getX() const { return x; }int getY() const { return y; }
private:int x, y;
};class ArrayOfPoints {
public:ArrayOfPoints(int size) : size(size) {points = new Point[size];}// 復制構造函數（深層復制）ArrayOfPoints(const ArrayOfPoints& v) {size = v.size;points = new Point[size];for (int i = 0; i < size; i++)points[i] = v.points[i];}~ArrayOfPoints() {cout << "Deleting..." << endl;delete[] points;}Point& element(int index) {assert(index >= 0 && index < size);return points[index];}private:Point* points;int size;
};int main() {int count;cout << "Please enter the number of points:" << endl;cin >> count;ArrayOfPoints pointsArray1(count); //創建對象數組pointsArray1.element(0).move(5, 10);pointsArray1.element(1).move(15, 20);ArrayOfPoints pointsArray2(pointsArray1); //創建副本（深層復制）cout << "Copy of pointsArray1:" << endl;cout << "Point_0 of array2: " << pointsArray2.element(0).getX() << ", " << pointsArray2.element(0).getY() << endl;cout << "Point_1 of array2: " << pointsArray2.element(1).getX() << ", " << pointsArray2.element(1).getY() << endl;pointsArray1.element(0).move(25, 30);pointsArray1.element(1).move(35, 40);cout << "After the moving of pointsArray1:" << endl;cout << "Point_0 of array2: " << pointsArray2.element(0).getX() << ", " << pointsArray2.element(0).getY() << endl;cout << "Point_1 of array2: " << pointsArray2.element(1).getX() << ", " << pointsArray2.element(1).getY() << endl;return 0;
}

6、動態數組——基本模板類

本題目有后綴

題目描述：

動態數組，是相對于靜態數組而言。靜態數組的長度是編程時程序員預先定義好的，在整個程序運行中，數組大小無法改變。

而動態數組則不然，它可以隨程序運行的需要而在運行時重新指定大小。

動態數組的內存空間是從堆（heap）上分配（即動態分配）的。是通過執行new（或malloc等函數）操作，而為其分配存儲空間。當程序執行到這些語句時，才為其分配。

對于動態數組類所申請的內存，在使用完必須由程序員自己釋放，否則嚴重會引起內存泄露。

所以內存的申請一定要有借有還，才能再借不難，也要注意，不能多還。

已知動態數組模板類的定義如下。

請補充完整

1、構造函數

2、析構函數

3、返回空間大小的 capacity() 函數

4、operator[] 重載

template
class DynamicArray {
private:
T* array; //pointer ，一個T類型的指針
unsigned int mallocSize; //分配空間的大小。

public:
//Constructors
// cout<<endl<< “new T[”<mallocSize<<“] malloc “<< this->mallocSize << “*”<<sizeof(T)<<”=”<mallocSize *sizeof(T)<<" bytes memory in heap";
DynamicArray(unsigned length, const T &content) ; // mallocSize=length; 設置每個元素的初始內容是 content；

// Destructors
// cout<<endl<< “delete[] array free “<< this->mallocSize << “*”<<sizeof(T)<<”=”<mallocSize *sizeof(T)<<" bytes memory in heap";
~DynamicArray();

//return the this->mallocSize
unsigned int capacity() const;

// for the array[i]=someT.
T& operator[](unsigned int i) ;
};

輸入一個整數

輸出請分析參見下面的用例和程序后綴。

樣例輸入：

3

樣例輸出

new T[3] malloc 34=12 bytes memory in heap
new T[3] malloc 38=24 bytes memory in heap
capacity:3
-1 -1 -1
-2.1 -2.1 -2.1
0 1 2
0 1.1 2.2
delete[] array free 38=24 bytes memory in heap
delete[] array free 34=12 bytes memory in heap

#include <iostream>
using namespace std;template <typename T>
class DynamicArray {
private:T* array; //pointer  ，一個T類型的指針unsigned int mallocSize; //分配空間的大小。public://Constructors // cout<<endl<< "new T["<<this->mallocSize<<"] malloc "<< this->mallocSize << "*"<<sizeof(T)<<"="<<this->mallocSize *sizeof(T)<<" bytes memory in heap";DynamicArray(unsigned length, const T &content) {mallocSize = length;array = new T[length];for (unsigned int i = 0; i < length; ++i) {array[i] = content;}cout << "new T[" << mallocSize << "] malloc " << mallocSize << "*" << sizeof(T) << "=" << mallocSize * sizeof(T) << " bytes memory in heap\n";}// Destructors// cout<<endl<< "delete[] array free "<< this->mallocSize << "*"<<sizeof(T)<<"="<<this->mallocSize *sizeof(T)<<" bytes memory in heap";~DynamicArray() {cout << endl << "delete[] array free " << mallocSize << "*" << sizeof(T) << "=" << mallocSize * sizeof(T) << " bytes memory in heap";delete[] array;}//return the this->mallocSizeunsigned int capacity() const {return mallocSize;}// for the array[i]=someT.T& operator[](unsigned int i) {return array[i];}
};

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1. 觸發編譯 JIT編譯的觸發基于熱點代碼檢測&#xff0c;主要通過兩種計數器&#xff1a; ? 方法調用計數器&#xff1a;統計方法被調用的次數&#xff08;默認閾值&#xff1a;C1為1,500次&#xff0c;C2為10,000次&#xff09;。 ? 回邊計數器&#xff1a;統計循環體的執行…
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Java基礎：集合List、Map、Set(超詳細版)

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集合體系概述 Collection常用方法 補充&#xff1a;addAll() Collection的遍歷方式 迭代器 增強for&#xff08;空集合可以&#xff0c;null不可以&#xff09; lambda 集合對象存儲對象原理 遍歷方式的區別 List集合 特點、特有方法 遍歷方式 &#xff08;同上&#xff09…
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Elasticsearch 全面解析

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Elasticsearch 全面解析 前言一、簡介核心特性應用場景 二、核心原理與架構設計1. 倒排索引&#xff08;Inverted Index&#xff09;2. 分片與副本機制&#xff08;Sharding & Replication&#xff09;3. 節點角色與集群管理 三、核心特點1. 靈活的查詢語言&#xff08;Que…
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