Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- cpp:object_lifecycle [2020/04/14 09:52]
gthanos
+++ cpp:object_lifecycle [2021/05/07 06:35]
@@ Line 1: / Line 1: @@
-====== Κύκλος ζωής των αντικειμένων - Δημιουργία και ανάθεση αντικειμένων στο heap ======
-Τα αντικείμενα που φτιάξαμε μέχρι τώρα αποθηκεύονται μέσα στη στοίβα (//stack//) της συνάρτησης που καλεί τον κατασκευαστή της. Τα αντικείμενα αυτά έχουν χρόνο ζωής όσο εκτελείται η συγκεκριμένη συνάρτηση και η στοίβα της είναι ενεργή. Μόλις επιστρέψουμε από την συνάρτηση που δημιουργεί το οποιοδήποτε αντικείμενο, αυτό καταστρέφεται αυτόματα. Εάν συντρέχουν λόγοι εκκαθάρισης μνήμης ή περιγραφέων αρχείων οφείλουμε να ορίσουμε καταστροφέα για τη συγκεκριμένη κλάση.
-===== 1η Περίπτωση - Δημιουργία αντικειμένων στο Stack =====
-Παρακάτω δίνεται ο κώδικας της συνάρτησης //foo// η οποία δημιουργεί ένα πίνακα από δύο αντικείμενα τύπου //Rectangle//. Τα αντικείμενα δημιουργούνται στο //stack// της διεργασίας που εκτελείται και έχουν χρόνο ζωής όσο διαρκεί η εκτέλεση της συνάρτησης //foo//. Μετά την έξοδο από την //foo// τα αντικείμενα //rect[0]// και //rect[1]// καταστρέφονται. Η κλάση Rectangle που δημιουργείται δίνεται παρακάτω:
-<code cpp Rectangle.hpp>
-class Rectangle {
-  private:
-    int *width_ptr, *height_ptr;
-  public:
-    Rectangle();
-    Rectangle(int w, int h);
-    Rectangle(int s);
-    ~Rectangle();
-    void setWidth(int w);
-    void setHeight(int h);
-    int getWidth();
-    int getHeight();
-    int getArea();
-};
-</code>
-<code cpp Rectangle.cpp>
-#include <iostream>
-#include <cstdlib>
-#include "Rectangle.hpp"
-using namespace std;
-Rectangle::Rectangle() {
-  width_ptr = new (nothrow) int;
-  height_ptr = new (nothrow) int;
-  if(width_ptr == NULL || height_ptr == NULL) {
-    cerr << "Memory allocation failure!\n";
-    exit(-1);
-  }
-  *width_ptr = *height_ptr = 0;
-  cout << "Calling 0 args constructor" << endl;
-}
-Rectangle::Rectangle(int w, int h) : Rectangle() {
-  *width_ptr = w;
-  *height_ptr = h;
-  cout << "Calling 2 args constructor" << endl;
-}
-Rectangle::Rectangle(int s) : Rectangle(s,s) {
-  cout << "Calling 1 args constructor" << endl;
-}
-Rectangle::~Rectangle() {
-  cout << "Destructing rectangle (w:"<< *width_ptr <<", h:"<<*height_ptr<<")\n";
-  delete width_ptr;
-  delete height_ptr;
-}
-void Rectangle::setWidth(int w) { *width_ptr = w; }
-void Rectangle::setHeight(int h) { *height_ptr = h; }
-int Rectangle::getWidth() { return *width_ptr; }
-int Rectangle::getHeight() { return *height_ptr; }
-int Rectangle::getArea() { return *width_ptr * *height_ptr; }
-</code>
-<code cpp foo.cpp>
-#include <iostream>
-using namespace std;
-#include "Rectangle.hpp"
-void foo(void) {
-  Rectangle rect[2] = { {5,6}, {3,4} };
-  cout << "rect[0] area: " << rect[0].getArea() << endl;
-  cout << "rect[1] area: " << rect[1].getArea() << endl;
-}
-int main() {
-  int x=5, y=3;
-  cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;
-  foo();
-  cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;
-}
-</code>
-Ακολουθεί το σχηματικό διάγραμμα του //stack// της διεργασίας πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εκτέλεσης της συνάρτησης //foo//. Μεταγλωττίζοντας και εκτελώντας τον παραπάνω κώδικα, μπορείτε να δείτε τα μηνύματα που εκτυπώνονται και να διαπιστώσετε ότι τα δύο αντικείμενα τύπου //Rectangle// καταστρέφονται κατά την έξοδο από τη //foo//. Στο διάγραμμα δεν αποτυπώνεται η δέσμευση μνήμης για τα πεδία του κάθε αντικειμένου τύπου //Rectangle//.
-{{ :cpp:cppstackonly.png | Σχηματικό διάγραμμα του stack της διεργασίας πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εκτέλεσης της συνάρτησης foo}}
-===== 2η Περίπτωση - Δημιουργία αντικειμένων στο Heap =====
-Υπάρχουν όμως περιπτώσεις που θέλουμε να ορίσουμε ένα αντικείμενο το οποίο θα παραμείνει και μετά την έξοδο από τη συνάρτηση που το δημιούργησε. Σε αυτές τις περιπτώσεις πρέπει α) να ορίσουμε ένα δείκτη του τύπου που θέλουμε να δημιουργήσουμε και β) να δεσμεύσουμε την απαραίτητη μνήμη και να αρχικοποιήσουμε το αντικείμενο μέσω του τελεστή //new//. Παρακάτω βλέπετε ένα παράδειγμα όπου η συνάρτηση //foo// επιστρέφει ένα δείκτη σε αντικείμενο της κλάσης //Rectangle// που δημιουργήθηκε στο //heap//.
-<code cpp foo.cpp>
-#include <iostream>
-using namespace std;
-#include "Rectangle.hpp"
-Rectangle* foo(int w, int h) {
-  Rectangle* rect_ptr = new Rectangle {w,h};
-  return rect_ptr;
-}
-int main() {
-  int x=5, y=3;
-  Rectangle* rect = foo(x,y);
-  cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;
-  cout << "area : " << rect->getArea() << endl;
-  delete rect;
-}
-</code>
-Παρατηρήστε ότι δεν χρειαζόμαστε πλέον το αντικείμενο που δεσμεύτηκε δυναμικά στο //heap// θα πρέπει να το καταστρέψουμε ελευθερώνοντας τη δεσμευμένη μνήμη με τη βοήθεια του τελεστή //delete//. Κατά την  απελευθέρωση της μνήμης μέσω του τελεστή //delete// καλείται ο καταστροφέας του αρχείου, σε αναλογία με την κλήση του κατασκευαστή με χρήση του τελεστή //new//.
-Ακολουθεί το σχηματικό διάγραμμα του //stack// και του //heap// της διεργασίας πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εκτέλεσης της συνάρτησης //foo//. Στο διάγραμμα δεν αποτυπώνεται η δέσμευση μνήμης για τα πεδία του κάθε αντικειμένου τύπου //Rectangle//.
-{{ :cpp:cppstackheap.png | Σχηματικό διάγραμμα του stack και του heap της διεργασίας πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εκτέλεσης της συνάρτησης foo}}
-===== Παράδειγμα αρχικοποίησης δεικτών =====
-Παρακάτω δίνεται η κλάση //Rectangle// και ένα παράδειγμα αρχικοποίησης των τριών δεικτών r1, r2, r3 τύπου //Rectangle//, οι οποίοι αρχικοποιούνται ως εξής:
-  - ο δείκτης //r1// δείχνει στο αντικείμενο rect.
-  - ο δείκτης //r2// δείχνει σε ένα αντικείμενο που αρχικοποιείται στο //heap//.
-  - ο δείκτης //r3// δείχνει σε ένα πίνακα από αντικείμενα που αρχικοποιείται επίσης στο //heap//.
-  - ο δείκτης //r4// δείχνει σε ένα δισδιάστατο πίνακα από αντικείμενα που αρχικοποιείται επίσης στο //heap//. Ο πίνακας έχει δύο γραμμές και μία στήλη.
-  - πριν την ολοκλήρωση του προγράμματος είμαστε υποχρεωμένοι να ελευθερώσουμε τη μνήμη που δεσμεύτηκε στο //heap// κατά τη δημιουργία των αντικειμένων στα οποία δείχνουν οι δείκτες //r2, r3 και r4//.
-<WRAP tip 80% round>
-Παρατηρήστε τον τρόπο με τον οποίο καλείται κατασκευαστής χωρίς ορίσματα από τους άλλους κατασκευαστές. Η κλήση ενός κατασκευαστή από έναν άλλο είναι δυνατή στη C++ με χρήση του ονόματος της κλάσης. Γενικότερα, η κλήση μπορεί να γίνει είτε στο //member initialization list//, είτε μέσα στο σώμα του κατασκευαστή. Για παράδειγμα
-<code cpp>
-Rectangle::Rectangle(int w, int h) : Rectangle() {
-  *width_ptr = w;
-  *height_ptr = h;
-  cout << "Calling 2 args constructor" << endl;
-}
-</code>
-ή ισοδύναμα
-<code cpp>
-Rectangle::Rectangle(int w, int h) {
-  Rectangle();
-  *width_ptr = w;
-  *height_ptr = h;
-  cout << "Calling 2 args constructor" << endl;
-}
-</code>
-</WRAP>
-<code cpp RectangleUsage.cpp>
-#include <iostream>
-using namespace std;
-#include "Rectangle.hpp"
-int main() {
-  Rectangle rect {1, 2};
-  Rectangle *r1, *r2, *r3;
-  r1 = &rect;
-  r2 = new Rectangle {2};
-  r3 = new Rectangle[2] { {3,4}, {5} };
-  cout << "---------------" << endl;
-  Rectangle **r4;
-  r4 = new Rectangle*[2];
-  r4[0] = new Rectangle {6};
-  r4[1] = new Rectangle (2,6);
-  cout << "---------------" << endl;
-  cout << "rect's  getArea: " << rect.getArea() << endl;
-  cout << "*r1's   getArea: " << r1->getArea() << endl;
-  cout << "*r2's   getArea: " << r2->getArea() << endl;
-  cout << "r3[0]'s getArea: " << r3[0].getArea() << endl;
-  cout << "r3[1]'s getArea: " << r3[1].getArea() << endl;
-  cout << "r4[0]'s getArea: " << r4[0]->getArea() << endl;
-  cout << "r4[1]'s getArea: " << r4[1]->getArea() << endl;
-  cout << "---------------" << endl;
-  delete r2;
-  delete[] r3;
-  cout << "---------------" << endl;
-  delete r4[0];
-  delete r4[1];
-  delete []r4;
-  return 0;
-}
-</code>
-Μεταγλωττίστε και εκτελέστε τον παραπάνω κώδικα. Το output θα είναι το εξής:
-<code>
-Calling 0 args constructor
-Calling 2 args constructor
-Calling 0 args constructor
-Calling 2 args constructor
-Calling 1 args constructor
-Calling 0 args constructor
-Calling 2 args constructor
-Calling 0 args constructor
-Calling 2 args constructor
-Calling 1 args constructor
----------------
-Calling 0 args constructor
-Calling 2 args constructor
-Calling 1 args constructor
-Calling 0 args constructor
-Calling 2 args constructor
----------------
-rect's  getArea: 2
-*r1's   getArea: 2
-*r2's   getArea: 4
-r3[0]'s getArea: 12
-r3[1]'s getArea: 25
-r4[0]'s getArea: 36
-r4[1]'s getArea: 12
----------------
-Destructing rectangle (w:2, h:2)
-Destructing rectangle (w:5, h:5)
-Destructing rectangle (w:3, h:4)
----------------
-Destructing rectangle (w:6, h:6)
-Destructing rectangle (w:2, h:6)
-Destructing rectangle (w:1, h:2)
-</code>

Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός

User Tools

Site Tools

Differences

Page Tools