Transcript
  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 1 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Clases y manejo de memoria dinmica en C++ Repaso a las funciones de manejo de memoria dinmica en C ............................................................................1

    Funcin calloc()...................................................................................................................................................1 Funcin malloc() .................................................................................................................................................2 Funcin realloc() .................................................................................................................................................2 Funcin free() ......................................................................................................................................................3

    El operador new frente a malloc ............................................................................................................................3 El operador delete frente a free ..............................................................................................................................8 Sobrecarga de new y de delete ................................................................................................................................9

    Sobrecarga de new y delete respecto a una clase especfica.............................................................................11 Clases con punteros miembros .............................................................................................................................14 El Puntero this ......................................................................................................................................................22

    Funciones estticas y el puntero this .................................................................................................................24 Paso y retorno de objetos ......................................................................................................................................24 Paso y retorno de referencias a objetos................................................................................................................26 Ejercicios propuestos ............................................................................................................................................27

    Repaso a las funciones de manejo de memoria dinmica en C

    Funcin calloc() Prototipo: void *calloc(int num, int tam); Archivo cabecera: stdlib.h Valor devuelto: Devuelve un puntero al primer byte del bloque de memoria reservada, o un puntero NULL en el caso de no haberse podido reservar el bloque de memoria solicitado Finalidad: Reserva un bloque de memoria para almacenar num elementos de tam bytes cada uno de ellos. Todo el bloque de memoria queda iniciado a 0. num: indica el nmero de elementos con la misma estructura que ocuparn el bloque de memoria reservado. tam: indica el tamao en bytes de cada uno de los elementos que van a ocupar el bloque de memoria

    reservada. La cantidad de memoria reservada viene determinada por el resultado que se obtiene al multiplicar el nmero de elementos a almacenar en el bloque de memoria por el tamao en bytes de cada uno de esos elementos, es decir, num * tam. El uso de esta funcin se puede ilustrar con el siguiente ejemplo:

    int n=100, *pt; ... pt = ( int * ) calloc (n, sizeof(int));

    En este ejemplo la funcin calloc reserva un bloque de memoria de n enteros, y retorna un puntero void a dicho bloque, o NULL si n fuera 0 o se produjera un error al no poder reservar suficiente espacio para reservar la

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 2 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    memoria solicitada. Sobre el puntero que se retorna se debe hacer una operacin de cast apropiada, para asignarlo al puntero del tipo que se est tratando.

    Funcin malloc() Prototipo: void *malloc(int tam); Archivo cabecera: stdlib.h Valor devuelto: Devuelve un puntero al primer byte del bloque de memoria reservada, o un puntero NULL en el caso de no haberse podido reservar el bloque de memoria solicitado Finalidad: Reserva un bloque de memoria de tam bytes. tam: indica el tamao en bytes del bloque de memoria que se desea reservar. La cantidad de memoria reservada ser de tam bytes. El uso de esta funcin se puede ilustrar con el siguiente ejemplo:

    struct Registro *ptr_reg; ptr_reg = ( struct Registro * ) malloc (sizeof (struct Registro));

    La funcin malloc reserva un bloque de memoria lo suficientemente grande como para acoger por completo al tipo de dato, y retorna un puntero void a dicho bloque, o NULL si el tamao del argumento es 0 o se ha producido un error al no poder reservar suficiente espacio para alojar al tipo de dato. Sobre el puntero que se retorna se debe hacer una operacin de cast apropiada, para asignarlo al puntero del tipo que se est tratando.

    Funcin realloc() Prototipo: void *realloc(void *ptr, int nuevo_tamao); Archivo cabecera: stdlib.h Valor devuelto: Devuelve un puntero al primer byte del bloque de memoria reservada, o un puntero NULL en el caso de no haberse podido reservar el bloque de memoria solicitado Finalidad: Cambia el tamao del bloque de memoria apuntada por ptr al nuevo tamao indicado por nuevo_tamao ptr: puntero que apunta al bloque de memoria reservado. nuevo_tamao: valor en bytes que indica el nuevo tamao del bloque de memoria apuntado por ptr y que

    puede ser mayor o menor que el original. En estas tres funciones es importante comprobar que el puntero devuelto por ellas no es un puntero nulo (NULL) antes de hacer uso del bloque de memoria reservado.

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 3 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Funcin free() Prototipo: void free(void *ptr); Archivo cabecera: stdlib.h Valor devuelto: Ninguno Finalidad: Libera el bloque de memoria apuntada por ptr y que previamente ha sido asignado mediante malloc() o calloc(). ptr: variable puntero que debe contener la direccin de memoria del primer byte del bloque de memoria que

    deseamos liberar. En caso de que no sea un puntero previamente reservado por malloc() o calloc(), la llamada a la funcin free() puede ocasionar una parada o interrupcin del sistema.

    El operador new frente a malloc En el lenguaje C, la regin de memoria que est disponible a la hora de la ejecucin recibe el nombre de heap. En C++ el espacio de memoria disponible se conoce como almacenamiento libre1. La diferencia entre los dos se encuentra en las funciones que se utilicen para el acceder a esta memoria. El mtodo para solicitar memoria del heap en C se basa en el uso de la funcin malloc y sus derivadas (calloc, realloc, ...). En C++ no es correcto utilizar malloc para alojar de forma dinmica una nueva instancia de una clase. La razn es que si se usa malloc, se pierden las ventajas que nos ofrecen los constructores, ya que se llama al constructor de la clase cada vez que se crea un objeto. Si se usa malloc para crear un objeto, se tiene un puntero a un bloque de memoria sin iniciar. Entonces se pueden hacer llamadas a mtodos con objetos que no estn bien construidos, y que por lo tanto van a dar resultados errneos. La tcnica ms adecuada es utilizar la alternativa que ofrece C++ mediante el operador new. El operador new conoce la clase del objeto, o el tipo de la variable, que se quiere alojar en el almacenamiento libre. De esta forma este operador llama automticamente al constructor que corresponda, dependiendo de los argumentos que se especifiquen, para iniciar la memoria que ha reservado. La forma de utilizar este operador es la siguiente: = new [];

    De la sintaxis de new se puede deducir que no es una funcin, y que por lo tanto no tiene una lista de argumentos entre parntesis. Es un operador que se aplica al nombre del tipo, pero no se tiene que realizar un cast 2 ni utilizar el operador sizeof para determinar su tamao, porque new conoce el tipo de dato y su tamao. Si new no encuentra espacio para alojar lo que se le pide, devuelve 03. El operador new reemplaza a las funciones malloc y calloc de la biblioteca estndar de C, pero no sustituye a realloc. La funcin realloc puede ser simulada, pero la aproximacin que se haga supondr siempre un aumento

    1Free store. 2 El compilador comprueba que el tipo del puntero que devuelve new y el tipo del puntero al que se asigna son del mismo tipo. En caso contrario genera un error. 3 En C++ un puntero nulo vale 0 en lugar de NULL.

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 4 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    de las lneas del cdigo fuente, as como conocer el tamao original del espacio reservado mediante el puntero que se va cambiar. Pero afortunadamente se puede utilizar generalmente realloc para cambiar el tamao del espacio reservado con new. Como se ha dicho, con new se puede reservar espacio para cualquier tipo de dato, siendo muy utilizado para reservar espacio para matrices4. Un ejemplo:

    float *centros; centros = new float[numero];

    Para ilustrar todo lo visto hasta el momento del operador new se ha realizado este sencillo programa de ejemplo: // Programa: malloc versus new // Fichero: MALVNEW.CPP #include #include #include class Prueba { int i, j; char *s; public: Prueba() { // Constructor por defecto i=j=5; s=new char[5]; strncpy(s, "Hola", 5); } Prueba(char *cad, int a, int b) { // Constructor con parmetros i=a; j=b; s=new char[strlen(cad)+1]; strcpy(s, cad); } ~Prueba () {delete [] s;} // Destructor int miembro(void) { // Funcin para mostrar los datos de la clase cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 5 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    void main (void) { // Creamos un objeto dinmico con malloc Prueba *P1; P1=(Prueba *) malloc (sizeof (Prueba)); // Y nos vamos a estrellar: Salen caracteres raros por pantalla e // incluso se puede colgar el programa cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 6 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    C++ define un puntero a funcin, de forma que cuando ocurre un error, la funcin a la que apunta el puntero es llamada. La definicin de dicho puntero es: void (* _new_handler)(); El uso de este puntero tiene el inconveniente de no ser estndar. Por ello se recomienda el uso de una funcin de biblioteca definida en new.h, y que se llama set_new_handler, que toma como argumento un puntero a funcin, y asigna la funcin al puntero _new_handler. Aunque este segundo mtodo es ms comn, y por lo tanto ms conveniente, tampoco es estndar7. // Programa: Manejo de errores en la reserva de espacio con new // Versin Borland C++ // Fichero: NEW_ERR.CPP #include #include #include #define PASO 20000 void MemoriaInsuficiente(void) { cerr

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 7 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    // Programa: Manejo de errores en la reserva de espacio con new // Versin Microsoft C++ // Fichero: NEW_ERR.CPP #include #include #include int MemoriaInsuficiente(size_t size) { cerr

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 8 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    El operador delete frente a free El operador delete se puede decir que es para new, lo que free para malloc. Esto es, libera los bloques de memoria, dejndolos listos para futuras reservas. La sintaxis de delete es muy sencilla: delete ; Cuando se trata de liberar el espacio asociado un puntero a un objeto, delete de forma automtica llama al destructor. El operador delete se debe utilizar slo con punteros que retorne new. Mientras que la funcin free se debe usar con punteros que apunten a zonas de memoria reservadas mediante funciones derivadas de malloc. De no hacerse as, y dependiendo de los compiladores, puede causar graves problemas9. Si se intenta liberar dos veces un mismo puntero, los resultados pueden ser catastrficos. Estas dos circunstancias deben ser controladas por el programador, ya que el compilador no las detecta. Se puede liberar un puntero nulo sin consecuencias adversas. El uso de delete con los tipos preestablecidos no tiene misterios, salvo en el caso de las matrices, que se debe usar la siguiente sintaxis: delete [tamao] ; En la mayora de los compiladores basta con poner los corchetes vacos, ya que ignoran el nmero que se ponga entre ellos. Un sencillo ejemplo del uso del operador unario delete puede ser el siguiente: // Programa: Uso de delete // Fichero: DELETE1.CPP #include #include void main (void) {

    int *i, *vi;

    i=new int; *i=6;

    vi= new int[2];

    vi[0]=0; vi[1]=1;

    cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 9 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Sobrecarga de new y de delete En C++ es posible redefinir los operadores new y delete sobrecargndolos, si se quiere construir un procedimiento de manejo de memoria personalizado. Los esqueletos de las funciones que sobrecargan estos operadores son:

    void *operator new (size_t tamao) {

    // Reserva dinmica return puntero_void;

    }

    void operator delete (void puntero) {

    // Liberar memoria a la que apunta el puntero }

    El operador new toma como argumento un tipo size_t que es un tipo entero que puede contener el mayor bloque individual de memoria que se pueda reservar. El nmero de bytes a reservar se indican mediante el parmetro tamao. Adems cualquier operador new que se cree debe devolver un puntero void. En cuanto al operador delete toma como argumento un puntero de tipo void, el cual apunta a la zona de memoria que debe liberar. Adems cualquier operador delete que sea creado por el programador no debe retornar nada. Si se redefine el operador new de esta forma se sigue llamando al constructor de la clase cuando se tiene una instancia dinmica de una clase. Sin embargo, puede surgir algn tipo de problemas, cuando se sobrecargan estos operadores, con el uso de realloc debido a que el nuevo sistema de manejo de memoria dinmica utilice las mismas tcnicas de manejo de memoria que las funciones de biblioteca del C. Para ilustrar la sobrecarga de los operadores new y delete se va ha realizar un sencillo programa que inicie el contenido del bloque de memoria que se quiere reservar a 0 antes de utilizarlo10. // Programa: Sobrecarga de los operadores new y delete // Fichero: N&DOVER1.CPP #include #include #include void *operator new ( size_t s ) { void *ptr=calloc(1, s);

    return ptr; } void operator delete ( void * ptr ) {

    free ( ptr ); } 10Se utilizar la funcin calloc porque sta inicia a 0 todo el bloque de memoria que reserva.

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 10 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 11 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    void main(void) { float *p=new float[5]; for (register int i=0; i

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 12 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Cuando se va a procesar el operador new para una instancia de una clase, el compilador primero comprueba si estn definidos para dicha clase, y en caso afirmativo utiliza las versiones especficas de la clase. En caso contrario, si han sido sobrecargados globalmente, emplea estas nuevas versiones globales, y en ltimo caso utilizara los operadores estndar new y delete. Para ilustrar la sobrecarga de estos operadores respecto de una clase, se presenta el siguiente ejemplo: // Programa: Sobrecarga de los operadores new y delete respecto de una // clase // Fichero: N&DOVER3.CPP #include #include #include #define NOMBRES 10 class Nombre { char nombre[25]; public: Nombre ( const char * ); void Presenta ( void ) const; void *operator new (size_t s); void operator delete (void *ptr); ~Nombre() {}; // Destructor que no hace nada }; // Memoria para manejar un nmero fijo de instancias de la clase Nombre char memo[NOMBRES] [sizeof (Nombre)]; int en_uso[NOMBRES]; // Funciones miembro de la clase Nombre Nombre::Nombre ( const char *cad ) { strncpy (nombre, cad, 25 ); } void Nombre::Presenta ( void ) const { cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 13 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    void Nombre::operator delete ( void * ptr ) { en_uso[ ( (char *)ptr - memo[0] ) / sizeof ( Nombre ) ] = 0; } void main ( void ) { Nombre * directorio [NOMBRES]; char nombre[25]; for (register int i=0; i

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 14 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Clases con punteros miembros Una prctica habitual es utilizar los operadores new y delete en las funciones miembros de una clase, como ya se ha visto en varios de los ejemplos que hasta ahora se han presentado. Pero en este apartado se va a estudiar con ms profundidad esta posibilidad, comentando ciertos problemas que pueden surgir, y la forma de solventarlos. Para ello se va a crear una clase Cadena para el manejo de cadenas de caracteres, que el lector puede personalizar y ampliar como ejercicio prctico de programacin. CADENA.H #ifndef __CADENA_H__ #define __CADENA_H__ #include #include class Cadena {

    char *cadena; unsigned longitud;

    public: Cadena(void); Cadena(const char *); Cadena(char, unsigned); void CambiaCaracter(int, char); char MuestraCaracter(int) const; int Longitud(void) const {return longitud;} void Muestra(void) const {cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 15 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Cadena::Cadena(const char *cad) {

    longitud=strlen(cad); cadena=new char[longitud+1]; strcpy(cadena, cad);

    } Cadena::Cadena(char c, unsigned n) {

    longitud=n; cadena=new char[n+1]; memset(cadena, c, n); cadena[n]='\0';

    } // Funciones miembro de la clase Cadena void Cadena::CambiaCaracter(int indice, char c) {

    if ( (indice >= 0) && (indice= 0) && (indice

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 16 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    CADDEMO1.CPP // Programa: Clases con punteros miembros. Clase Cadena // Fichero Principal. // Fichero: CADDEMO1.CPP #include "cadena.h" void main(void) {

    Cadena Micadena ("esta es mi cadena.");

    Micadena.Muestra(); cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 17 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    #include "cadena.h" #include void main(void) { Cadena c1("Esta es la primera cadena"), c2("Esta es otra cadena"); clrscr(); cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 18 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 19 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    En el ejemplo se han creado dos objetos c1 y c2 de la clase Cadena. Para despus hacer una asignacin de c1 en c2. Cuando se realiza una asignacin de un objeto a otro, el compilador realizara lo siguiente:

    c2.longitud = c1.longitud; c2.cadena = c1.cadena;

    En la asignacin del miembro longitud no hay ningn problema. sin embargo, como el miembro cadena es un puntero, el resultado de la asignacin es que c1.cadena y c2.cadena apuntan a la misma zona de memoria. Es decir, ambos objetos comparten la cadena de caracteres. De forma grfica:

    Aqu esta la explicacin de los efectos no deseados que encontrbamos en el programa CADDEMO2.CPP.

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 20 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Otros problemas ms graves se pueden llegar a dar cuando el objeto sale del alcance donde fue definido. Cuando el destructor de la clase se llama para el objeto c1, se elimina dicho objeto liberndose tambin la memoria donde apuntaba el puntero cadena. Cuando el destructor se llama de nuevo para el objeto c2, se eliminar el puntero miembro cadena. Pero como los dos miembros cadena de ambos objetos tienen el mismo valor, significa que un puntero ha sido eliminado dos veces, esto puede tener consecuencias imprevistas. Adems, el contenido original del miembro cadena del objeto c2 se ha perdido, y ese bloque de memoria no ser liberado. Este problema ocurre con cualquier clase que contiene punteros miembro y reserva memoria del almacenamiento libre. En conclusin el operador de asignacin que nos ofrece por defecto el compilador, no es adecuado para usarlo entre clases. La solucin ser reemplazar el que se nos ofrece por defecto por uno escrito por nosotros mismos, y que realmente realice la asignacin de forma adecuada. Como ya es sabido, una de las caractersticas del C++ es que se permite la sobrecarga de operadores12. Lo que se va a hacer es dotar al operador de asignacin de un significado especial cuando se refiera a la clase Cadena. Para redefinir el operador de asignacin se debe crear una funcin miembro que se llame operator=. De esta forma cuando se vaya a realizar una asignacin entre objetos de la clase Cadena, el compilador utilizar el operador de asignacin escrito para dicha clase. El nuevo operador de asignacin puede ser algo como: // Operador de asignacin void Cadena::operator= (const Cadena &fuente) { longitud = fuente.longitud; delete [ ] cadena; cadena = new char[longitud + 1]; strcpy ( cadena, fuente.cadena); }

    12 Que se estudiar con detalle ms adelante

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 21 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    El operador recibe como parmetro una referencia como constante13 a un objeto Cadena. El resultado ahora es correcto, y se ilustra en la siguiente figura:

    Una vez modificado el fichero cabecera, y el fichero cuerpo de la clase, compilar y ejecutar el programa CADDEMO2.CPP. Pero que ocurrira si se realiza una auto asignacin c1 = c1; Esto que parece absurdo, y que casi nadie va a utilizar tiene otras formas ms comunes:

    Cadena *Ptr_cad = &c1; // Ms adelante ... c1 = *Ptr_cad;

    Lo que ocurrir es que en la definicin del nuevo operador de asignacin, primero borra la cadena de caracteres, y despus reserva un nuevo espacio, donde copia el contenido del espacio recin reservado en l mismo. Esto tiene como resultado que se introduce basura, y la prdida de la cadena de caracteres del objeto. Para que el operador trabaje bien en todos los casos, se debe utilizar el puntero this14 para prever el caso de la auto asignacin. Cuando una clase tiene punteros miembro, se debe tener en cuenta a la hora de trabajar con constructores copia. Como se vio cuando se trat el tema de los constructores copia, estos iniciaban un objeto con los valores de otro objeto. Aqu se tiene involucrado el uso del operador asignacin. Pero como se ha visto en este mismo apartado, el operador de asignacin por defecto nos va a dar resultados errneos si la clase tiene punteros miembro. As si se hiciera lo siguiente:

    Cadena c2(c1); Se estara iniciando el objeto c2 con los valores del objeto c1, pero al utilizar el operador de asignacin por defecto, lo que se estara haciendo es que tanto c1 como c2 apuntarn a la misma cadena de caracteres. 13 Indicando que dicho operador no puede modificar el objeto que recibe 14 El puntero this se estudia en el siguiente apartado. Por lo que respecta a la correcta manera de crear el operador de asignacin para la clase Cadena, realizar el ejercicio 3 de este mismo captulo.

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 22 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    La solucin pasa por construir un constructor copia propio. Como ejemplo se va a escribir el constructor copia para la clase Cadena. // Constructor Copia Cadena::Cadena ( const Cadena &fuente) { longitud = fuente.longitud; cadena = new char [longitud +1]; strcpy (cadena, fuente.cadena); } La realizacin del constructor copia es muy similar a la realizacin del operador asignacin. Pero hay algunas diferencias entre ellos: Un operador de asignacin acta sobre un objeto que existe, mientras que un constructor copia crea uno

    nuevo. Como resultado, un operador de asignacin puede tener que borrar la memoria que se reserv originalmente para el objeto que recibe los datos.

    Un operador de asignacin tiene que comprobar las auto asignaciones. El constructor copia no tiene que hacerlo, porque en su caso no existen auto asignaciones.

    Para permitir asignaciones encadenadas, un operador de asignacin debe retornar *this. Por ser un constructor, el constructor copia no puede devolver valores.

    El Puntero this Cada vez que se invoca a una funcin miembro, se le pasa automticamente un puntero al objeto que la ha

    invocado Se puede acceder a ese puntero utilizando la palabra reservada this El puntero this es un parmetro implcito a toda funcin miembro15 Para acceder a un elemento concreto de un objeto cuando se utiliza el objeto en s, se emplea el operador

    punto (.) Para acceder a un elemento concreto de un objeto cuando se utiliza un puntero al objeto, se emplea el

    operador flecha (->) Cuando se llama a una funcin miembro, el compilador asigna la direccin del objeto al puntero this, y despus se llama a la funcin. Cada vez que una funcin miembro accede a un dato miembro, se est utilizando de forma implcita el puntero this. Por ejemplo considrese el siguiente programa en C++: #include class D { int i,j,k; public: D() {i=j=k=0;}

    15 Excepto para las funciones miembro static

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 23 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    void Mostrar(void) { cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 24 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    El puntero this es un puntero constante, por lo tanto una funcin miembro no puede cambiar el valor del puntero, y hacer que apunte a otro sitio. Sin embargo, en las primeras versiones de C++, el puntero this no era constante, y esto permita al programador hacer asignaciones al puntero this para personalizar el manejo de la memoria dinmica. Esto ya no est permitido en las ltimas versiones de C++.

    Funciones estticas y el puntero this Cuando en el captulo anterior se abord el tema de las funciones miembro static, se definieron como aquellas que slo podan trabajar con miembros dato estticos. Esto es debido a que este tipo de funciones carecen de puntero this. Pero el problema surge si una funcin necesita de forma imperiosa acceder a un miembro dato de una clase. Para solucionarlo se le ha de pasar de forma explcita un puntero this. Vase el siguiente ejemplo: // Programa: Funciones miembro estticas y el puntero this // Fichero: STTHIS.CPP #include class Prueba { int a, b; static int decre; public: Prueba () {a=b=0;} Prueba (int a1, int b1=0) {a=a1; b=b1;} static int Ejemplo(Prueba *E) {return E->a+E->b-decre;} }; int Prueba::decre=1; void main (void) { Prueba P1(1,2); cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 25 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    void main () { Cadena c1("Cadena de ejemplo"); ProcesaCadena ( c1); } La funcin ProcesaCadena recibe un objeto que se pasa por valor. Esto significa que la funcin tiene su propia copia privada del objeto. El parmetro de la funcin se inicia con el objeto que se pasa como argumento. El compilador de forma implcita llama al constructor copia para realizar esta iniciacin. Si no se define un constructor copia para realizar la iniciacin, el compilador realiza su constructor copia por defecto, y el objeto cad y el objeto c1 tendran la misma cadena de caracteres, y por lo tanto cualquier modificacin en la cadena de caracteres de cad modificara la cadena de caracteres del objeto c1. Tambin habra problemas en cuanto que el objeto cad tiene un alcance local, y por lo tanto al salir de la funcin se llamara al destructor. Esto significa que el objeto c1 tendra un puntero que apuntara a una zona de memoria que ya ha sido liberada, lo cual iba a ser poco recomendable. Ahora supongamos un extracto de fuente en C++ donde se incluye una funcin que retorna un objeto Cadena. // Funcin que retorna un objeto Cadena Cadena RetCadena ( void ) { Cadena valor ( "Esto es una prueba."); return valor; } void main () { Cadena c1; c1 = RetCadena(); } La funcin RetCadena retorna un objeto Cadena. El compilador llama al constructor copia para iniciar un objeto temporal y oculto en el alcance de la llamada, usando el objeto que se especifica en la sentencia return. Este objeto temporal es usado como parte derecha de la asignacin que hay en el programa principal. De nuevo, se necesita un constructor copia. En otro caso el objeto temporal compartira la misma cadena de caracteres que el objeto valor, el cual ser eliminado cuando la funcin RetCadena finalice su ejecucin, y en consecuencia la asignacin que se hace a c1 no est garantizada. Como regla a seguir, se debe definir siempre un constructor copia y un operador de asignacin cuando se tenga una clase que contenga punteros miembro y reserve espacio del almacenamiento libre.

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 26 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Paso y retorno de referencias a objetos En el apartado anterior se ha visto como cada vez que se pasaba un objeto a una funcin por valor, se llamaba al constructor copia. Una forma de simular el paso por valor de un objeto, pero sin tener que llamar al constructor copia sera utilizar referencias a objetos constantes. Estudiemos el mismo ejemplo que se vio en el apartado anterior, pero ahora la funcin recibe una referencia al objeto constante. // Funcin que recibe un objeto Cadena como argumento void ProcesaCadena ( const Cadena &cad ) { // Usa el objeto cad } void main () { Cadena c1("Cadena de ejemplo"); ProcesaCadena ( c1); } Ahora el constructor copia no es llamado porque no se ha construido un nuevo objeto. En su lugar se inicia una referencia con el objeto que se le pasa. Como resultado se usa el mismo objeto que en la llamada a la funcin. El uso de la palabra reservada const es debido a que se quiere asegurar la integridad del objeto, esto es, que no se pueda modificar el objeto en la funcin. Igualmente que una funcin retorne una referencia en lugar de un objeto es mucho ms eficiente. El constructor copia no se llama cuando se produce el valor de retorno, porque no se crea un objeto temporal, slo se crea una referencia temporal.

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 27 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    Ejercicios propuestos 1. Indicar cul de las siguientes frases es incorrecta y explicar los motivos

    a) La funcin delete sirve para liberar zonas de memoria que han sido reservadas mediante new. b) El uso de malloc est prohibido en C++ c) La funcin set_new_handler sirve para que una funcin determinada se encargue del manejo de los

    errores por falta de espacio en el manejo de memoria dinmica mediante el operador new. d) Cuando se crea un objeto con el operador new no se llama al constructor de la clase a menos que se

    indique de forma explcita mediante argumentos. e) Aunque no se debe, si se usa free para liberar un puntero a una instancia devuelto por new, se llama al

    destructor si existe. 2. Reescribir la funcin cambia() del programa MALVNEW.CPP, reemplazando la funcin realloc por una simulacin de sta mediante el operador new. 3. Tenemos la clase Cadena. class Cadena {

    char *cadena; unsigned longitud;

    public: Cadena(void); Cadena(const char *); Cadena(char, unsigned); void CambiaCaracter(int, char); char MuestraCaracter(int) const; int Longitud(void) const {return longitud;} void Muestra(void) const {cout

  • Programacin Orientada a Objetos 3 Clases manejo de memoria dinmica en C++ - 28 -

    Ingeniera Tcnica en Informtica de Sistemas (3er curso) Departamento de Informtica y Automtica Universidad de Salamanca (versin Febrero 2003)

    4. Modificar de nuevo el operador de asignacin para que ahora tambin permita: c1=c2=c3; 5. Un constructor copia tiene como argumento una referencia a un objeto en lugar de un objeto. Por qu? 6. Crear una clase apropiada para representar el tipo de dato nmero complejo. Un nmero complejo se representar como (a, b), donde a representa la parte real y b la imaginaria. Construir adems las funciones apropiadas para: Asignar valor a un nmero complejo Imprimir un nmero complejo con el formato (a, b) Sumar dos nmeros complejos Restar dos nmeros complejos Multiplicar dos nmeros complejos

    Construir, adems, un pequeo programa principal que compruebe el comportamiento de esta clase. 7. Crear una clase apropiada para representar el tipo de dato rectngulo. Construir adems las funciones apropiadas para: Calcular el rea de un rectngulo Calcular el permetro de un rectngulo Dados dos rectngulos, determinar cual es el mayor, teniendo en cuenta que el mayor es aquel que tiene

    mayor rea. Dados dos rectngulos, determinar si sin idnticos. Ser idnticos implica que tiene el mismo rea y el

    mismo permetro. Intercambiar los valores entre dos rectngulos Ordenar un vector de rectngulos, de mayor a menor

    8. Incluir a la clase Cadena definida en este documento los siguientes mtodos: Invertir una cadena Pasar a maysculas Determinar si es un palndromo

    Construir adems una funcin que permita ordenar de mayor a menor un vector de Cadenas.


Recommended