sizeof空类问题

问：定义一个空的类型，里面没有任何成员变量和成员函数。对该类型求sizeof，得到的结果是多少？

答：1

问：为什么不是0？

答：空类型的实例中不包含任何信息，本来求sizeof应该是0，但是当我们声明该类型的实例的时候，它必须在内存中占有一定的空间，否则无法使用这些实例。至于占用多少内存，由编译器决定。Visual Studio中每个空类型的实例占用1字节的空间。

问：如果在该类型中添加一个构造函数和析构函数，再对该类型求sizeof，得到的结果又是多少？

答：和前面一样，还是1。调用构造函数和析构函数只需要知道函数的地址即可，而这些函数的地址只与类型相关，而与类型的实例无关，编译器也不会因为这两个函数而在实例内添加任何额外的信息。

问：那如果把析构函数标记为虚函数呢？

答：C++的编译器一旦发现一个类型中有虚拟函数，就会为该类型生成虚函数表，并在该类型的每一个实例中添加一个指向虚函数表的指针。在32位的机器上，一个指针占4字节的空间，因此求sizeof得到4；如果是64位的机器，一个指针占8字节的空间，因此求sizeof则得到8。

赋值运算符

题目：如下为类型 CMyString的声明，请为该类型添加赋值运算符函数。

class CMyString
{
public:
   CMyString(char* pData = NULL);
   CMyString(const CMyString& str);
   ~CMyString(void);

private:
   char* m_pData;
};

考察点：
1）是否把返回值的类型声明为该类型的引用，并在函数结束前返回实例自身的引用（即*this)。只有返回一个引用，才可以允许连续赋值。否则如果函数的返回值是void，应用该赋值运算符将不能做连续赋值。假设有3个CMyString 的对象：str1、str2和 str3，在程序中语句str1=str2=str3将不能通过编译。
2）是否把传入的参数的类型声明为常量引用。如果传入的参数不是引用而是实例，那么从形参到实参会调用一次复制构造函数。把参数声明为引用可以避免这样的无谓消耗，能提高代码的效率。同时，我们在赋值运算符函数内不会改变传入的实例的状态，因此应该为传入的引用参数加上const关键字。
3）是否释放实例自身已有的内存。如果我们忘记在分配新内存之前释放自身己有的空间，程序将出现内存泄露。
4）是否判断传入的参数和当前的实例（*this）是不是同一个实例。如果是同一个，则不进行赋值操作，直接返回。如果事先不判断就进行赋值，那么在释放实例自身的内存的时候就会导致严重的问题：当*this和传入的参数是同一个实例时，那么-一旦释放了自身的内存，传入的参数的内存也同时被释放了，因此再也找不到需要赋值的内容了。

经典解法——初级程序员

CMyString& CMyString::operator =(const CMyString &str)
{
     if(this == &str)
        return *this;
     delete []m_pData;
     m_pData = NULL;
     m_pData = new char[strlen(str.m_pData) + 1];
     strcpy(m_pData, str.m_pData);
     return *this;
}

考虑异常安全性的解法——高级程序员

在前面的函数中，我们在分配内存之前先用delete释放了实例m_pData的内存。如果此时内存不足导致new char 抛出异常，m_pData将是一个空指针，这样非常容易导致程序崩溃。也就是说一旦在赋值运算符函数内部抛出一个异常，CMyString 的实例不再保持有效的状态，这就违背了异常安全性（Exception Safety)原则。

要想在赋值运算符函数中实现异常安全性，我们有两种方法。一个简单的办法是我们先用new分配新内容再用delete 释放已有的内容。这样只在分配内容成功之后再释放原来的内容，也就是当分配内存失败时我们能确保CMyString 的实例不会被修改。我们还有一个更好的办法是先创建一个临时实例，再交换临时实例和原来的实例。下面是这种思路的参考代码：

CMyString& CMyString::operator =(const CMyString &str)
{
    if(this != &str)
    {
        CMyString strTemp(str);
        char* pTemp = strTemp.m_pData;
        strTemp.m_pData = m_pData;
        m_pData = pTemp;
    }
    return *this;
}

在这个函数中，我们先创建一个临时实例strTemp，接着把strTemp.m_pData和实例自身的m_pData做交换。由于strTemp是一个局部变量，但程序运行到if的外面时也就出了该变量的作用域，就会自动调用strTemp 的析构函数，把strTemp.m pData所指向的内存释放掉。由于strTemp.m_pData指向的内存就是实例之前m_pData 的内存，这就相当于自动调用析构函数释放实例的内存。

在新的代码中，我们在CMyString 的构造函数里用new分配内存。如果由于内存不足抛出诸如 bad_alloc等异常，我们还没有修改原来实例的状态，因此实例的状态还是有效的，这也就保证了异常安全性。

代码示例

#include<cstring>
#include<cstdio>

class CMyString
{
public:
	CMyString(const char* pData = nullptr);
	CMyString(const CMyString& str);
	~CMyString(void);

	CMyString& operator = (const CMyString& str);

	void Print();

private:
	char* m_pData;
};

CMyString::CMyString(const char* pData)
{
	if (pData == nullptr)
	{
		m_pData = new char[1];
		m_pData[0] = '\0';
	}
	else
	{
		size_t length = strlen(pData);
		m_pData = new char[length + 1];
		strcpy(m_pData, pData);
	}
}

CMyString::CMyString(const CMyString& str)
{
	size_t length = strlen(str.m_pData);
	m_pData = new char[length + 1];
	strcpy(m_pData, str.m_pData);
}

CMyString::~CMyString()
{
	delete[] m_pData;
}
/*
//初级用法
CMyString& CMyString::operator = (const CMyString& str)
{
	if (this == &str)
		return *this;

	delete[]m_pData;
	m_pData = nullptr;

	m_pData = new char[strlen(str.m_pData) + 1];
	strcpy(m_pData, str.m_pData);

	return *this;
}
*/
//高级用法
CMyString& CMyString::operator =(const CMyString& str)
{
	if (this != &str)
	{
		CMyString strTemp(str);
		char* pTemp = strTemp.m_pData;
		strTemp.m_pData = m_pData;
		m_pData = pTemp;
	}
	return *this;
}

// ====================测试代码====================
void CMyString::Print()
{
	printf("%s", m_pData);
}

void Test1()
{
	printf("Test1 begins:\n");

	const char* text = "Hello world";

	CMyString str1(text);
	CMyString str2;
	str2 = str1;

	printf("The expected result is: %s.\n", text);

	printf("The actual result is: ");
	str2.Print();
	printf(".\n");
}

// 赋值给自己
void Test2()
{
	printf("Test2 begins:\n");

	const char* text = "Hello world";

	CMyString str1(text);
	str1 = str1;

	printf("The expected result is: %s.\n", text);

	printf("The actual result is: ");
	str1.Print();
	printf(".\n");
}

// 连续赋值
void Test3()
{
	printf("Test3 begins:\n");

	const char* text = "Hello world";

	CMyString str1(text);
	CMyString str2, str3;
	str3 = str2 = str1;

	printf("The expected result is: %s.\n", text);

	printf("The actual result is: ");
	str2.Print();
	printf(".\n");

	printf("The expected result is: %s.\n", text);

	printf("The actual result is: ");
	str3.Print();
	printf(".\n");
}

int main(int argc, char* argv[])
{
	Test1();
	Test2();
	Test3();

	return 0;
}