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练习12.1

在此代码的结尾,b1 和 b2 各包含多少个元素?

StrBlob b1;
{
	StrBlob b2 = {"a", "an", "the"};
	b1 = b2;
	b2.push_back("about");
}

它们实际操作的是同一个vector,都包含4个元素。在代码的结尾,b2 被析构了,不影响 b1 的元素。

练习12.2 : 头文件 | 主函数

编写你自己的StrBlob 类,包含const 版本的 front 和 back。

练习12.3

StrBlob 需要const 版本的push_back 和 pop_back吗?如需要,添加进去。否则,解释为什么不需要。

不需要。push_backpop_back 会改变对象的内容。而 const 对象是只读的,因此不需要。

练习12.4

在我们的 check 函数中,没有检查 i 是否大于0。为什么可以忽略这个检查?

因为 size_type 是一个无符号整型,当传递给 check 的参数小于 0 的时候,参数值会转换成一个正整数。

练习12.5

我们未编写接受一个 initializer_list explicit 参数的构造函数。讨论这个设计策略的优点和缺点。

构造函数不是 explicit 的,意味着可以从 initializer_list 隐式转换为 StrBlob。在 StrBlob 对象中,只有一个数据成员 data,而 StrBlob 对象本身的含义,也是一个管理字符串的序列。因此,从 initializer_list 到 StrBlob 的转换,在逻辑上是可行的。而这个设计策略的缺点,可能在某些地方我们确实需要 initializer_list,而编译器仍会将之转换为 StrBlob。

编写函数,返回一个动态分配的 int 的vector。将此vector 传递给另一个函数,这个函数读取标准输入,将读入的值保存在 vector 元素中。再将vector传递给另一个函数,打印读入的值。记得在恰当的时刻delete vector。

重做上一题,这次使用 shared_ptr 而不是内置指针。

练习12.8

下面的函数是否有错误?如果有,解释错误原因。

bool b() {
	int* p = new int;
	// ...
	return p;
}

有错误。没有释放指针 p 。

练习12.9

解释下面代码执行的结果。

int *q = new int(42), *r = new int(100);
r = q;
auto q2 = make_shared<int>(42), r2 = make_shared<int>(100);
r2 = q2;

r 和 q 指向 42,而之前 r 指向的 100 的内存空间并没有被释放,因此会发生内存泄漏。r2 和 q2 都是智能指针,当对象空间不被引用的时候会自动释放。

练习12.10

下面的代码调用了第413页中定义的process 函数,解释此调用是否正确。如果不正确,应如何修改?

shared_ptr<int> p(new int(42));
process(shared_ptr<int>(p));

正确。shared_ptr<int>(p) 会创建一个临时的智能指针,这个智能指针与 p 引用同一个对象,此时引用计数为 2。当表达式结束时,临时的智能指针被销毁,此时引用计数为 1。

练习12.11

如果我们像下面这样调用 process,会发生什么?

process(shared_ptr<int>(p.get()));

这样会创建一个新的智能指针,它的引用计数为 1,这个智能指针所指向的空间与 p 相同。在表达式结束后,这个临时智能指针会被销毁,引用计数为 0,所指向的内存空间也会被释放。而导致 p 所指向的空间被释放,使得 p 成为一个空悬指针。

练习12.12

p 和 sp 的定义如下,对于接下来的对 process 的每个调用,如果合法,解释它做了什么,如果不合法,解释错误原因:

auto p = new int();
auto sp = make_shared<int>();
(a) process(sp);
(b) process(new int());
(c) process(p);
(d) process(shared_ptr<int>(p));
  • (a) 合法。将sp 拷贝给 process函数的形参,在函数里面引用计数为 2,函数结束后引用计数为 1。
  • (b) 不合法。不能从内置指针隐式转换为智能指针。
  • (c) 不合法。不能从内置指针隐式转换为智能指针。
  • (d) 合法。但是智能指针和内置指针一起使用可能会出现问题,在表达式结束后智能指针会被销毁,它所指向的对象也被释放。而此时内置指针 p 依旧指向该内存空间。之后对内置指针 p 的操作可能会引发错误。

练习12.13

如果执行下面的代码,会发生什么?

auto sp = make_shared<int>();
auto p = sp.get();
delete p;

智能指针 sp 所指向空间已经被释放,再对 sp 进行操作会出现错误。

编写你自己版本的用 shared_ptr 管理 connection 的函数。

重写第一题的程序,用 lambda 代替end_connection 函数。

如果你试图拷贝或赋值 unique_ptr,编译器并不总是能给出易于理解的错误信息。编写包含这种错误的程序,观察编译器如何诊断这种错误。

尝试引用已删除的函数.

练习12.17

下面的 unique_ptr 声明中,哪些是合法的,哪些可能导致后续的程序错误?解释每个错误的问题在哪里。

int ix = 1024, *pi = &ix, *pi2 = new int(2048);
typedef unique_ptr<int> IntP;
(a) IntP p0(ix);
(b) IntP p1(pi);
(c) IntP p2(pi2);
(d) IntP p3(&ix);
(e) IntP p4(new int(2048));
(f) IntP p5(p2.get());
  • (a) 不合法。在定义一个 unique_ptr 时,需要将其绑定到一个new 返回的指针上。
  • (b) 合法。但是可能会有后续的程序错误。当 p1 被释放时,p1 所指向的对象也被释放,所以导致 pi 成为一个空悬指针。
  • (c) 合法。但是也可能会使得 pi2 成为空悬指针。
  • (d) 不合法。当 p3 被销毁时,它试图释放一个栈空间的对象。
  • (e) 合法。
  • (f) 不合法。p5 和 p2 指向同一个对象,当 p5 和 p2 被销毁时,会使得同一个指针被释放两次。

练习12.18

shared_ptr 为什么没有 release 成员?

release 成员的作用是放弃控制权并返回指针,因为在某一时刻只能有一个 unique_ptr 指向某个对象,unique_ptr 不能被赋值,所以要使用 release 成员将一个 unique_ptr 的指针的所有权传递给另一个 unique_ptr。而 shared_ptr 允许有多个 shared_ptr 指向同一个对象,因此不需要 release 成员。

定义你自己版本的 StrBlobPtr,更新 StrBlob 类,加入恰当的 friend 声明以及 begin 和 end 成员。

编写程序,逐行读入一个输入文件,将内容存入一个 StrBlob 中,用一个 StrBlobPtr 打印出 StrBlob 中的每个元素。

练习12.21

也可以这样编写 StrBlobPtr 的 deref 成员:

std::string& deref() const {
	return (*check(curr, "dereference past end"))[curr];
}

你认为哪个版本更好?为什么?

原来的版本更好,可读性更高。

练习12.22

为了能让 StrBlobPtr 使用 const StrBlob,你觉得应该如何修改?定义一个名为ConstStrBlobPtr 的类,使其能够指向 const StrBlob。

构造函数改为接受 const Strblob & , 然后给 Strblob 类添加两个 const 成员函数 cbegin 和 cend,返回 ConstStrBlobPtr。

编写一个程序,连接两个字符串字面常量,将结果保存在一个动态分配的char数组中。重写这个程序,连接两个标准库string对象。

编写一个程序,从标准输入读取一个字符串,存入一个动态分配的字符数组中。描述你的程序如何处理变长输入。测试你的程序,输入一个超出你分配的数组长度的字符串。

练习12.25

给定下面的new表达式,你应该如何释放pa?

int *pa = new int[10];
delete [] pa;

用 allocator 重写第427页中的程序。

练习12.27 : 头文件 | 实现 | 主函数

TextQuery 和 QueryResult 类只使用了我们已经介绍过的语言和标准库特性。不要提前看后续章节内容,只用已经学到的知识对这两个类编写你自己的版本。

编写程序实现文本查询,不要定义类来管理数据。你的程序应该接受一个文件,并与用户交互来查询单词。使用vector、map 和 set 容器来保存来自文件的数据并生成查询结果。

练习12.29

我们曾经用do while 循环来编写管理用户交互的循环。用do while 重写本节程序,解释你倾向于哪个版本,为什么?

do {
    std::cout << "enter word to look for, or q to quit: ";
    string s;
    if (!(std::cin >> s) || s == "q") break;
    print(std::cout, tq.query(s)) << std::endl;
} while ( true );

我更喜欢 while,这可能是习惯的问题。

练习12.30 : 头文件 | 实现 | 主函数

定义你自己版本的 TextQuery 和 QueryResult 类,并执行12.3.1节中的runQueries 函数。

练习12.31

如果用vector 代替 set 保存行号,会有什么差别?哪个方法更好?为什么?

如果用 vector 则会有单词重复的情况出现。而这里保存的是行号,不需要重复元素,所以 set 更好。

练习12.32

重写 TextQuery 和 QueryResult类,用StrBlob 代替 vector 保存输入文件。

TextQuery 和 QueryResult 类中的 file 成员,改为 指向 StrBlob 的智能指针。在访问 StrBlob 时,要使用 StrBlobPtr 。

练习12.33

在第15章中我们将扩展查询系统,在 QueryResult 类中将会需要一些额外的成员。添加名为 begin 和 end 的成员,返回一个迭代器,指向一个给定查询返回的行号的 set 中的位置。再添加一个名为 get_file 的成员,返回一个 shared_ptr,指向 QueryResult 对象中的文件。

class QueryResult{
public:
	using Iter = std::set<line_no>::iterator;	
	// ...
	Iter begin() const { return lines->begin(); }
	Iter end() const { return lines->end(); }
	shared_ptr<std::vector<std::string>> get_file() const 
	{ 
		return std::make_shared<std::vector<std::string>>(file); 
	}
private:
	// ...
};