[学习笔记] C++ 历年试题解析（二）--程序题

发现程序题也挺有价值的。

顺便记录下来几道。

1.题目

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace ①  std    ;

void Swap(char * const str1, char * const str2)
{    // 形参为锁定目标的指针（即指针常量，亦即指针的指向不能改变，内容可更改）
    int n = strlen(②  str1    ) + 1;
    char *temp = new char[③ n   ];
    ④  strcpy(temp, str1)     ;
    ⑤  strcpy(str1, str2)     ;
    ⑥  strcpy(str2, temp)     ;
    delete [] temp;
}

void Exchange(const char *&str1, const char *&str2)
{                    // 形参不使用二级指针，而使用指针的常引用（常量指针的别名）
    ⑦  const     char *temp;
    ⑧  temp = str1             ;
    ⑨  str1 = str2             ;
    ⑩  str2 = temp             ;
}

int main()
{
    char str1[80] = "Tom", str2[80] = "Jerry";
    const char *p1 = "Tom", *p2 = "Jerry";
    cout << str1 << '	' << str2 << endl;
    cout << p1 << '	' << p2 << endl;
    Swap(str1, str2);
    Exchange(p1, p2);
    cout << str1 << '	' << str2 << endl;
    cout << p1 << '	' << p2 << endl;
    return 0;
}

解析：

这题应该是要搞清楚const char *p; 和 char * const p;

const char *p可以这么理解，const后面是char*，所以char*对应的内容就不能改变；而char* const p的const后面是p，所以p的值不能改变，p的值是一个指针地址。综上，紧接着const后面的内容就是不可改变的内容。这下应该可以做题了。

swap函数的const后跟的是指针，所以指针地址不能改变，而其指向地址对应的值是可以改变的，所以，我们只能想办法改变str1和str2指向的值，由于可以调用strcpy进行赋值，中间变量自然就是对应的char * const temp，这里图中没用const也可以，但我感觉要对应，还是加上const 最好。当然，我已经改过之后跑过了。我的理解是对的。

exchange函数的const后跟的是char*，这就意味着字符串的值是不能改变的，那么我们就只能交换两个别名对应的地址了，注意不要搞混，别名的绑定是不能改变的，我们只能改变别名对应的地址。临时变量也应该对应 const char* temp；这样就对了。

2.题目

#include <iostream>
using namespace std;

class ctest
{
public:
    ctest(int x=0) : a(x) { cout << "构造对象(" << a << ")
"; }
    ~ctest(){ cout << "析构对象(" << a << ")
";}
    ctest & Add()                                // 本成员函数为引用返回
    {
        ++a;
        return *this;
    }
    ctest add()                                    // 本成员函数为值返回
    {
        ctest temp(*this);
        ++a;
        return temp;
    }
    friend ostream & operator<<(ostream &out, const ctest &c)
    {
        out << c.a;
        return out;
    }
private:
    int a;
};
int main()
{
    ctest a(100), b(200);
    cout << a << ", " << b << endl;    // 第3行输出
    a.Add().Add();
    b.add().add();                            // 拷贝构造临时无名对象时无输出
    cout << a << ", " << b << endl;    // 第6行输出
    a.~ctest();                                // 主动调用析构函数，并不销毁对象
    b.~ctest();                                // 主动调用析构函数，并不销毁对象
    cout << a << ", " << b << endl;    // 对象a，b仍可被访问。第9行输出
    cout << "返回操作系统。" << endl;    // 第10行输出
    return 0;
}
/*
构造对象(100)                                                        
构造对象(200)                                                        
100, 200                                                            
析构对象(200)                                                        
析构对象(201)                                                        
102, 201                                                            
析构对象(102)                                                        
析构对象(201)                                                        
102, 201                                                            
返回操作系统。                                                        
析构对象(201)                                                        
析构对象(102)    
*/

解析：

这个题考输出，要注意的是无名对象的析构问题，也就是第四和第五行的输出，我们来逐行分析代码，首先创建a和b对象，分别初始化为100和200，这时候会调用两者的构造函数，因此输出两行构造函数该输出的东西。然后输出a和b的值，“100，200”，再往下执行，调用a.Add()函数，是引用返回，但是返回是其本身，期间没有创建中间变量，也就是说a.Add执行完了之后返回的结果还是a，然后后面就再执行一个a.Add，这时候返回的还是a，但是a对象的成员值自增了两次，已经变成102了，期间没有对象销毁，因此没有析构，没有输出。再往下执行，调用b.add函数，根据函数定义我们知道，函数执行过程中先拷贝构造一个temp对象，但是没有写拷贝构造函数，因此不输出任何内容，且默认是浅拷贝，然后b的成员值自增变为201，但这时候temp的成员值还是200，因为拷贝过去之后会重新分配空间，所以temp的成员值和b的成员值不是一个地址，然后返回temp，且是值返回，值返回之后其实temp还没有析构，而是作为一个无名变量继续使用，然后这个无名变量再调用add函数，导致的是temp对象的成员值+1=201，而这时候就已经和对象b无关了。但是要注意的是，由于b调用的add是值返回，b.add().add()结束之后呢，两个无名变量就没用了，就会被销毁（之前讲过，无名变量在语句结束之后被销毁，是整条语句），所以析构两个无名对象，无名对象的析构顺序又和正常对象的析构顺序刚好相反（这个我专门查了资料），所以是依次析构，因此输出的是200和201，这里唯一要理解的是，值返回的对象的析构时间并不是出了函数体，而是执行完调用这个函数的语句，才被析构。再往下走，输出a和b的成员值，a是102，b是201，然后a主动析构，输出“析构对象102”，然后b主动析构，输出“析构对象201”，注意，这里是主动析构，析构函数里面除了输出什么也没有，只是相当于调用了一个输出函数。下一步输出a、b的成员值，还是102和201，然后输出返回操作系统。下一步结束main函数，这时候才是a、b真正的析构时间，b先析构，然后是a。就很简单了。

3.题目

#include <iostream>
using namespace std;
class Base                                            // 基类
{
public:
    Base(int x=0) : a(x)
    {
        cout << "构造基类对象(" << a << ")
";
    }
    Base(const Base &b) : a(b.a)
    {
        cout << "拷贝构造基类的对象(" << a << ")
";
    }
    virtual ~Base()
    {
        cout << "析构基类对象(" << a << ")
";
    }
protected:
    int a;
    static int num;                                 // 静态数据成员
};
int Base::num = 0;                                 // 静态数据成员定义及初始化
class Derived : public Base                    // 派生类
{
public:
    Derived(int x=0, int y=0) : Base(x), b(y)
    {                        // 构造函数中输出了对象个数[num]，在园括号之前
        cout << "构造派生类的对象["
              << ++num << "](" << a << ", " << b << ")
";
    }
    Derived(const Derived &d) : Base(d), b(d.b)
    {                        // 拷贝构造函数中输出了对象个数[num]，在园括号之前
        cout << "拷贝构造派生类的对象["
              << ++num << "](" << a << ", " << b << ")
";
    }
    ~Derived()            // 析构函数中输出了对象个数[num]，在园括号之后
    {
        cout << "析构派生类的对象("
               << a << ", " << b << ")[" << --num << "]
";
    }
    void Set(int x, int y)
    {
        a = x; b = y;
    }
    friend ostream &operator<<(ostream &out, const Derived &d)
    {
        out << '(' << d.a << ", " << d.b << ')';
        return out;
    }
private:
    int b;
};
void f(Derived &r, const Derived *p, Derived x)
{        // 形参分别为引用传递、指针传递、值传递
    cout << "in f function..." << endl;
    cout << r << endl;
    r.Set(50, 80);                    // 引用传递的对象，值被重置
    cout << *p << endl;            // 虽然从指针p看其目标为常对象，但是……
    cout << x << endl;
    x.Set(0, 0);
    cout << x << endl;
}
int main()
{
    Derived d(100, 200);
    cout << "Calling f function..." << endl;
    f(d, &d, d);            // 请注意：用同一个对象或对象的地址值做实参
    cout << "return to Operating System." << endl;
    return 0;
}

/*
构造基类对象(100)                                                    
构造派生类的对象[1](100, 200)                                       
Calling f function...                                             
拷贝构造基类的对象(100)                                              
拷贝构造派生类的对象[2](100, 200)                                   
in f function...                                                   
(100, 200)                                                          
(50, 80)                                                            
(100, 200)                                                          
(0, 0)                                                               
析构派生类的对象(0, 0)[1]                                           
析构基类对象(0)                                                       
return to Operating System.                                      
析构派生类的对象(50, 80)[0]                                         
析构基类对象(50)   
*/

解析：

还是至上而下分析，先初始化一个派生类对象d，赋值100，200，这时候先执行基类的构造函数，输出“构造基类对象100”，然后执行派生类构造函数，输出“构造派生类对象[1](100,200)”，然后进入函数，输出第三行，进入函数的过程中，第一个参数是引用传递，不构建对象，第二个参数是值传递的地址，也没有构造对象，因此这两者都不会调用构造函数，且两者指向的是同一对象；而第三个参数是值传递，传递的是对象，因此会产生实参是临时对象，会为实参构建对象，实参调用构造函数，分别输出第四行和第五行。接下来输出第六行，然后输出r的值，（100，200），然后r调用set函数重新赋值，输出p成员的值，刚才说过，r和p指向同一对象，虽然通过p不能改变其成员的值，但是通过r可以改，因此输出set之后的值（50，80）。接下来输出x，x是个临时对象，其值是构造时候的（100，200），输出。然后x调用其set函数，将临时对象的成员值都设为 了0。输出x，当然是两个0了。出函数，临时变量该析构了。按照析构的顺序先析构派生类，再析构基类。输出两行析构。接着往下走，cout一行英文，出main函数，该析构对象d了，输出两行析构，结束。

就三道啊，写不动了，让我休息会。