C++ 练习册第 5 章类与对象

📝 本章练习：15 题（A 识别 / B 理解 / C 改错 / D 写程序）。先自己做完再看答案——A、B 档不翻书做，C、D 档必须真的编译运行。

5.1 构造函数与析构函数

A1识别判断题：Point p{1.0, 2.0}; 直接在栈上创建了一个真实对象，离开作用域自动销毁。

答：______________

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答案　对

解析：C++ 默认应该在栈上建对象：Point p{1.0, 2.0}; 没有任何运行时代价，也不需要 new。Java 的 new 习惯要改过来。

A2识别判断题：析构函数不能有参数、不能重载、不能抛异常。

答：______________

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答案　对

解析：析构函数由编译器自动调用（栈对象出作用域、delete 堆对象、临时对象结束），不能抛异常，否则程序终止。

B1理解选择题：类的 const 成员变量必须在哪初始化？

构造函数体里赋值

初始化列表里

声明之后随便哪里

不能初始化

答：______________

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答案　B

解析：const 成员、引用成员、没有默认构造函数的类类型成员，必须在初始化列表里初始化；写在函数体里是赋值，对它们不可能。

C1应用改错题：下面构造函数有误——成员 name_ 声明在后，却用它初始化先声明的成员。

class Buffer {
    std::vector<int> data_;
    std::string name_;
public:
    Buffer() : name_("buf"), data_(10, 0) { }  // 实际初始化顺序按声明顺序！

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答案　把初始化列表顺序改成和声明顺序一致：

解析：成员初始化顺序由声明顺序决定，和列表书写顺序无关。编译器有 -Wreorder 专门提醒这件事。

    Buffer() : data_(10, 0), name_("buf") { }

D1创造写程序：写一个 Point 类（double x, y + 构造函数 + 求到原点距离的 dist() 成员函数），创建对象并输出距离。

提示：dist 用 std::sqrt(x*x + y*y)，需要 #include <cmath>；dist 加 const 修饰。

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答案　参考答案：

解析：struct 默认公有成员，适合数据打包；const 成员函数承诺不修改对象。

#include <iostream>
#include <cmath>
struct Point {
    double x = 0.0;
    double y = 0.0;
    double dist() const { return std::sqrt(x * x + y * y); }
};
int main() {
    Point p{3.0, 4.0};
    std::cout << p.dist() << '\n';   // 5
    return 0;
}

5.2 拷贝控制

A1识别判断题：默认的拷贝构造是逐成员拷贝。成员都是 int、std::string、std::vector 时，默认行为是正确的，不用写任何东西。

答：______________

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答案　对

解析：零法则：先用会管理资源的成员，能不写裸指针就不写，大部分内存管理问题自然消失。

A2识别判断题：类里含有裸指针或自己管理的资源时，默认拷贝会复制指针值，导致两个对象指向同一块内存、析构释放两次。

答：______________

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答案　对

解析：这就是浅拷贝问题。这种类需要自己写深拷贝：拷贝构造、拷贝赋值、析构（以及移动构造、移动赋值）——即五法则。

B1理解选择题：IntArray b = a;（IntArray 是含裸指针的类）会调用什么？

移动构造

拷贝构造

默认构造

拷贝赋值

答：______________

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答案　B

解析：用已存在的 a 初始化新对象 b，调用拷贝构造。IntArray c = std::move(a); 才调用移动构造。

C1应用改错题：下面类缺了拷贝控制，发生双重释放。

class IntArray {
public:
    IntArray(std::size_t n) : size_(n), data_(new int[n]{}) { }
    ~IntArray() { delete[] data_; }
    // 缺拷贝构造、拷贝赋值、移动构造、移动赋值
private:
    std::size_t size_;
    int* data_;
};

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答案　补上五法则的其余四个函数（拷贝构造做深拷贝、拷贝赋值处理自赋值、移动构造/移动赋值窃取资源），或者把 data_ 换成 std::vector<int>。

解析：如果一个类需要自己写析构，那它通常也需要拷贝构造、拷贝赋值、移动构造、移动赋值。最省事：不写裸指针。

D1创造写程序：写一个简单的 Counter 类：构造时 ++instances、析构时 --instances，用静态成员记录存活对象数；main 里创建 3 个对象输出计数。

提示：静态成员变量要在类外定义一次：int Counter::instances = 0;（或 C++17 用 inline static）。

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答案　参考答案：

解析：静态成员属于类、所有对象共享；静态成员函数用 ClassName:: 访问。

#include <iostream>
class Counter {
public:
    Counter() { ++instances; }
    ~Counter() { --instances; }
    static int count() { return instances; }
private:
    static int instances;
};
int Counter::instances = 0;
int main() {
    Counter a, b, c;
    std::cout << Counter::count() << '\n';   // 3
    { Counter d; }
    std::cout << Counter::count() << '\n';   // 3（d 已析构）
    return 0;
}

5.3 运算符重载与继承

A1识别判断题：排序用的比较器必须是严格弱序，相等时返回 false；写成 return a.score <= b.score; 会让 std::sort 行为未定义。

答：______________

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答案　对

解析：严格弱序：相等必须返回 false。写成 <= 或 >= 会让 sort 走进未定义行为，典型症状是段错误或元素丢失。

A2识别判断题：多态基类的析构函数必须是虚的（virtual）。

答：______________

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答案　对

解析：否则 Shape* p = new Circle(); delete p; 只调用 Shape 的析构，Circle 的资源就泄漏了。

B1理解选择题：Shape s = Circle(1.0);（Shape 是基类，Circle 是派生类）会发生什么？

正常多态调用

对象切片：Circle 被切成 Shape，多态信息丢失

编译错误

运行时报错

答：______________

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答案　B

解析：按值传递基类会发生对象切片，多态信息全部丢失。多态必须通过指针或引用使用。

C1应用改错题：派生类想覆盖基类函数，但下面的写法编译通过、行为却不对（没覆盖成功）。

class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0;
};
class Circle : public Shape {
public:
    double area() { return 3.14 * r_ * r_; }   // 少了 const！
private:
    double r_;
};

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答案　加 const 和 override：

解析：签名不完全一致（少 const）就不是覆盖，而是新增了一个隐藏函数。override 关键字能帮编译器检查出来。

    double area() const override { return 3.14 * r_ * r_; }

D1创造写程序：定义 Student 结构体（name、score），重载 operator<（按分数降序），把 3 个学生放进 vector 排序并输出。

提示：std::sort 需要 operator< 或自定义比较器。

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答案　参考答案：

解析：operator< 返回 score > o.score 实现降序；记住严格弱序要求。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
struct Student {
    std::string name;
    int score;
    bool operator<(const Student& o) const { return score > o.score; }
};
int main() {
    std::vector<Student> v{{"Ann", 90}, {"Bob", 95}, {"Cid", 88}};
    std::sort(v.begin(), v.end());
    for (const auto& s : v) { std::cout << s.name << ' ' << s.score << '\n'; }
    return 0;
}
// 输出：Bob 95 / Ann 90 / Cid 88

📚 相关概念：编译与链接 · STL · map / set · 迭代器

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