问题描述

有代码如下。请运行程序，并按照要求完成如下任务。

1、请分析代码的运行结果，并画出程序运行期间，内存分配情况；

2、请在程序中添加Point的析构函数和Line的析构函数。在两个析构函数中只需要进行信息输出即可。请给出修改后的完整代码，并将自己添加的代码用红色标出；

3、运行加入析构函数后的代码，分析其运行结果，并说明其与未加析构函数的时候的结果的不同之处，并说明原因；

4、请将程序中语句Line(Point pp1,Point pp2):p1(pp1),p2(pp2)，修改为Line(Point &pp1,Point &pp2):p1(pp1),p2(pp2)。然后运行程序，说明修改前后程序的运行结果区别及其原因。

#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
class Point {
public: 
	Point(int a,int b) 
    {
        x=a;
        y=b;
        cout<<"构造了一个点"<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
  	}
  	int Getx() 
    {
  		return x;
  	}
  	int Gety() 
    {
  	return y;
  	}	          
  	void show() 
    {
  		cout<<"横坐标:"<<x<<",纵坐标:"<<y<<endl;
  	}	                               
private:
  	int x,y;
}; 

class Line {
private:
  	Point p1,p2;   
public:
  	Line(Point pp1,Point pp2):p1(pp1),p2(pp2) 
    { 
    	cout<<"构造了一条线段"<<endl;        
    }
    void length()  
  	{ 
		double len;   
		int x1,y1,x2,y2;
  		x1=p1.Getx();
  		y1=p1.Gety();
		x2=p2.Getx();
		y2=p2.Gety();
		len=sqrt((x2-x1)*(x2-x1)+(y2-y1)*(y2-y1)); 
		cout<<"线段的长度是"<<len<<endl;
	}
	void slope() //计算线段的斜率
	{
		double k; 
		int x1,y1,x2,y2;
		x1=p1.Getx();
		y1=p1.Gety();
		x2=p2.Getx();  
		y2=p2.Gety(); 
		k=(y2-y1)/(x2-x1);
		cout<<"线段的斜率是"<<k<<endl;  
		}
	void display()    
	{
		cout<<"线段的起点"; 
		p1.show();
		cout<<"线段的终点";
		p2.show();
		}     
};

int main()
{ 
	Point mp1(1,1),mp2(16,16);        
  	Line line(mp1,mp2);
  	line.display();  
	line.length();
	line.slope();  
}

运行后输出

构造了一个点(1,1)
构造了一个点(16,16)
构造了一条线段
线段的起点横坐标:1,纵坐标:1
线段的终点横坐标:16,纵坐标:16
线段的长度是21.2132
线段的斜率是1

1. 程序的运行结果与内存分配情况

  1. 调用构造函数Point(int a,int b)创建两个Point对象：mp1和mp2。

    • 对于mp1(1,1)，输出：构造了一个点(1,1)
    • 对于mp2(16,16)，输出：构造了一个点(16,16)

  2. 调用构造函数Line(Point &pp1,Point &pp2):p1(pp1),p2(pp2)创建一个Line对象line。

    • 输出：构造了一条线段

    事实上这里的值传递调用了默认的拷贝构造函数，要想打印日志可以在class Point:public中添加拷贝构造函数：

    // 拷贝构造函数
       Point(const Point &p) {
           x = p.x;
           y = p.y;
           cout << "拷贝构造了一个点(" << x << "," << y << ")" << endl;
       }

    此时会输出：

    拷贝构造了一个点(16,16)
    拷贝构造了一个点(1,1)
    拷贝构造了一个点(1,1)
    拷贝构造了一个点(16,16)
    构造了一条线段

    可以看到这两个点分别被高倍构造了两次，这是由于构造函数Line(Point &pp1,Point &pp2):p1(pp1),p2(pp2)使用了初始化列表。

    具体过程如下：

    1. 在创建Line对象时，由于按值传递，mp1和mp2被拷贝到构造函数的形参pp1和pp2。输出：

      拷贝构造了一个点(16,16)
      拷贝构造了一个点(1,1)

    2. 初始化列表中p1(pp1)和p2(pp2)又各引发了一次拷贝构造调用，以初始化Line对象的p1和p2成员。输出：

      拷贝构造了一个点(1,1)
      拷贝构造了一个点(16,16)

    3. 输出构造了一条线段

  3. 调用line.display()方法。

    • 输出：线段的起点，随后p1.show()输出：横坐标:1,纵坐标:1
    • 输出：线段的终点，随后p2.show()输出：横坐标:16,纵坐标:16

  4. 调用line.length()方法。

    • 输出线段的长度是21.2132

  5. 调用line.slope()方法。

    • 输出：线段的斜率是1

内存中的分配情况如动图所示：

内存分配动图

2. 添加析构函数

代码如下：

#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;

class Point {
public:
    Point(int a, int b) {
        x = a;
        y = b;
        cout << "构造了一个点" << "(" << x << "," << y << ")" << endl;
    }
     // 拷贝构造函数
    Point(const Point &p) {
        x = p.x;
        y = p.y;
        cout << "拷贝构造了一个点(" << x << "," << y << ")" << endl;
    }
    ~Point() { // 添加析构函数
        cout << "销毁了一个点" << "(" << x << "," << y << ")" << endl;
    }
    int Getx() {
        return x;
    }
    int Gety() {
        return y;
    }
    void show() {
        cout << "横坐标:" << x << ",纵坐标:" << y << endl;
    }
private:
    int x, y;
};

class Line {
private:
    Point p1, p2;
public:
    Line(Point pp1, Point pp2) : p1(pp1), p2(pp2) {
        cout << "构造了一条线段" << endl;
    }
    ~Line() { // 添加析构函数
        cout << "销毁了一条线段" << endl;
    }
    void length() {
        double len;
        int x1, y1, x2, y2;
        x1 = p1.Getx();
        y1 = p1.Gety();
        x2 = p2.Getx();
        y2 = p2.Gety();
        len = sqrt((x2 - x1) * (x2 - x1) + (y2 - y1) * (y2 - y1));
        cout << "线段的长度是" << len << endl;
    }
    void slope() {
        double k;
        int x1, y1, x2, y2;
        x1 = p1.Getx();
        y1 = p1.Gety();
        x2 = p2.Getx();
        y2 = p2.Gety();
        k = (double)(y2 - y1) / (x2 - x1);
        cout << "线段的斜率是" << k << endl;
    }
    void display() {
        cout << "线段的起点";
        p1.show();
        cout << "线段的终点";
        p2.show();
    }
};

int main() {
    Point mp1(1, 1), mp2(16, 16);
    Line line(mp1, mp2);
    line.display();
    line.length();
    line.slope();
}

3. 运行加入析构函数后的代码

运行后输出：

构造了一个点(1,1)
构造了一个点(16,16)
拷贝构造了一个点(16,16)
拷贝构造了一个点(1,1)
拷贝构造了一个点(1,1)
拷贝构造了一个点(16,16)
构造了一条线段
销毁了一个点(1,1)
销毁了一个点(16,16)
线段的起点横坐标:1,纵坐标:1
线段的终点横坐标:16,纵坐标:16
线段的长度是21.2132
线段的斜率是1
销毁了一条线段
销毁了一个点(16,16)
销毁了一个点(1,1)
销毁了一个点(16,16)
销毁了一个点(1,1)

可以看到，当对象的生命周期结束时，会自动调用析构函数。

  1. 由于构造函数Line(Point pp1, Point pp2) : p1(pp1), p2(pp2)为值传递，故在函数执行完后形参被销毁，输出：

    销毁了一个点(1,1)
    销毁了一个点(16,16)

  2. Line对象的析构，输出：

    销毁了一条线段
    销毁了一个点(16,16)
    销毁了一个点(1,1)

  3. Point对象的析构，输出：

    销毁了一个点(16,16)
    销毁了一个点(1,1)

4. 修改Line构造函数的参数为引用类型

将Line(Point pp1,Point pp2):p1(pp1),p2(pp2)，修改为Line(Point &pp1,Point &pp2):p1(pp1),p2(pp2)

运行后输出：

构造了一个点(1,1)
构造了一个点(16,16)
拷贝构造了一个点(1,1)
拷贝构造了一个点(16,16)
构造了一条线段
线段的起点横坐标:1,纵坐标:1
线段的终点横坐标:16,纵坐标:16
线段的长度是21.2132
线段的斜率是1
销毁了一条线段
销毁了一个点(16,16)
销毁了一个点(1,1)
销毁了一个点(16,16)
销毁了一个点(1,1)

可以看到，使用引用方法后，构造函数Line(Point &pp1,Point &pp2):p1(pp1),p2(pp2)在创建pp1,pp2时不会调用拷贝构造函数Point(const Point &p)，所以只是在初始化列表中调用了拷贝构造函数Point(const Point &p)，并且也不需要销毁临时变量。

以下是程序运行动图： gif