当前位置：首页 > article >正文

侯捷C++课程学习笔记：从内存管理到面向对象编程的深度探索

article 2025/2/10 0:58:44

侯捷C++课程学习笔记：从内存管理到面向对象编程的深度探索

引言

侯捷老师的C++系列课程以系统性、深度与实践性著称，涵盖从语法基础到内存管理、面向对象设计等核心内容。通过课程学习，我不仅夯实了C++底层原理的理解，更掌握了如何将理论应用于实际项目开发。本文将从核心知识点解析、实践案例与高级特性三个方面展开，结合课程内容与个人实践进行总结。

一、核心知识点解析

1. 内存管理：从Primitives到Allocator设计

侯捷老师的内存管理专题是课程精华之一。通过对比不同分配器的实现（如std::allocator、loki::allocator），我深入理解了内存池、碎片优化等机制。例如：

VC6与VC10的malloc差异：VC6采用SBH（Small Block Heap）策略，通过_heap_init分配初始内存块并分段管理，而VC10引入更高效的低碎片堆（LFH）。
Loki库的allocator设计：通过“以空间换时间”的策略，为不同大小的对象预分配内存块，显著减少频繁分配的开销。

2. 指针与引用的本质区别

侯捷老师通过图解与代码示例（如int* p与int& r）阐明：

指针是存储地址的变量，支持重新指向和nullptr；
引用是别名绑定，必须初始化且不可变更。
这种差异直接影响函数参数传递与资源管理方式的选择。

3. 面向对象编程的三驾马车

课程中反复强调的“三大函数”——拷贝构造、拷贝赋值与析构函数，是类设计的基石。以String类为例：

class String {  
public:  
    String(const char* str);  
    String(const String& other); // 深拷贝构造  
    String& operator=(const String& rhs); // 拷贝赋值  
    ~String(); // 释放堆内存  
private:  
    char* m_data;  
};

若未正确定义这些函数，会导致浅拷贝引发的内存重复释放问题。

二、实践案例

1. 动态内存分配实战

在实现一个简易线程池时，需动态管理任务队列的内存。参考侯捷老师对new/delete的剖析，我采用 RAII（资源获取即初始化） 原则封装资源：

class TaskPool {  
public:  
    TaskPool(size_t size) : tasks(new Task[size]), capacity(size) {}  
    ~TaskPool() { delete[] tasks; }  
private:  
    Task* tasks;  
    size_t capacity;  
};

通过此案例，我深刻体会到手动内存管理的风险与智能指针的必要性。

2. 面向对象设计：仿函数（Function-Like Classes）

侯捷老师以std::less为例，演示如何通过重载operator()实现仿函数：

template<typename T>  
struct Compare {  
    bool operator()(const T& a, const T& b) const {  
        return a < b;  
    }  
};  
// 用法：Compare<int> cmp; cmp(1, 2);