1. Создание объекта:

   • Конструкторы: Вызываются при создании объекта. Могут быть параметризованными, копирующими или перемещающими.

   • Автоматические объекты (на стеке): Уничтожаются автоматически при выходе из области видимости.

   • Динамические объекты (в куче): Создаются через new, уничтожаются вручную через delete.

   Пример:

   Logger x1; // Вызов конструктора без аргументов

   Logger* x2 = new Logger(1); // Динамический объект

   delete x2; // Вызов деструктора

2. Копирование и присваивание:

   • Конструктор копирования: Создает новый объект как копию существующего.

   • Оператор присваивания: Модифицирует существующий объект.

   • По умолчанию компилятор генерирует тривиальные версии этих функций.

   Пример:

   Logger x3 = x1; // Конструктор копирования

   x3 = x1; // Оператор присваивания

3. Перемещение:

   • Конструктор перемещения и оператор присваивания перемещением позволяют эффективно передавать ресурсы временных объектов.

   • Используются с std::move для явного указания перемещения.

   Пример:

   Logger x4 = std::move(x1); // Конструктор перемещения

   x4 = Logger(); // Оператор присваивания перемещением

4. Деструктор: Вызывается при уничтожении объекта. Для автоматических объектов — при выходе из области видимости, для динамических — при вызове delete.

Особенности работы с классами

• Статические поля: Общие для всех объектов класса. Используются для подсчета созданных экземпляров или хранения общих данных.

  class Logger {

  inline static int counter = 0; // Статическое поле

  const int id;

  public:

  Logger() : id(++counter) {} // Инициализация id };

• Композиция классов: При создании объекта сначала инициализируются его поля, затем тело конструктора. Деструкторы вызываются в обратном порядке.

  class OuterLogger {

  Logger inner1, inner2; // Поля инициализируются до тела конструктора

  public: OuterLogger() { /* ... */ }

  ~OuterLogger() { /* ... */ } // Деструкторы inner2, inner1 вызываются после };

Временные объекты и контейнеры

• Временные объекты существуют до конца выражения. Могут быть переданы в функции через rvalue-ссылки (&&), что позволяет избежать копирования.

  void f(Logger&& x); // Перегрузка для временных объектов

  f(Logger()); // Вызов версии с перемещением

• Контейнеры (например, std::vector, std::list) управляют памятью автоматически. При реаллокации элементы могут копироваться или перемещаться.

  std::vector<Logger> vec;

  vec.emplace_back(); // Создание объекта напрямую в контейнере

  vec.push_back(Logger()); // Создание временного объекта и его перемещение

Понимание жизненного цикла объектов помогает управлять ресурсами, избегать утечек и оптимизировать производительность.

1. Реализация класса Logger

Создайте класс Logger со следующими требованиями:

• Имеет static int counter для подсчета созданных объектов.

• Содержит const int id, инициализируемую в конструкторе через ++counter.

• Реализуйте:

  • Конструктор по умолчанию (логирует "Constructor called, id=X").

  • Конструктор копирования (логирует "Copy constructor, id=X → Y").

  • Конструктор перемещения (логирует "Move constructor, id=X → Y").

  • Деструктор (логирует "Destructor, id=X").

  • Операторы присваивания (копирования и перемещения) с аналогичным логированием.

Цель: Научиться реализовывать все специальные функции класса.

2. Проверка порядка деструкторов

Создайте класс Composite, содержащий два поля типа Logger:

class Composite { Logger logger1; Logger logger2; public: Composite() { /* ... */ } };

• В конструкторе Composite добавьте вывод "Composite constructor".

• В деструкторе — "Composite destructor".

• Создайте объект Composite в области видимости функции и определите порядок вызова деструкторов.

Цель: Понять порядок инициализации и уничтожения полей класса.

3. Временные объекты и перемещение

Напишите функцию:

void processLogger(Logger&& tempLogger) { std::cout << "Processing temporary logger" << std::endl; }

• Создайте временный объект Logger() и передайте его в processLogger.

• Объясните, почему не вызывается конструктор копирования.

Цель: Закрепить работу с rvalue-ссылками и перемещением.

4. Контейнеры и реаллокация

• Создайте std::vector<Logger>.

• Добавьте в него 3 элемента через push_back и emplace_back.

• Запустите программу и объясните:

  • Почему при push_back(Logger()) вызывается перемещающий конструктор.

  • Как emplace_back позволяет избежать лишних вызовов конструкторов.

  • Что происходит при реаллокации вектора?

Цель: Изучить работу с контейнерами и оптимизацию через перемещение.

5. Динамические объекты и умные указатели

• Создайте динамический объект Logger* dynamicLogger = new Logger();.

• Удалите его через delete.

• Перепишите код с использованием std::unique_ptr<Logger>.

• Объясните, как умные указатели предотвращают утечки памяти.

Цель: Научиться управлять динамической памятью.

6. Запрет копирования

Модифицируйте класс Logger:

• Удалите конструктор копирования и оператор присваивания.

• Проверьте, что код Logger a; Logger b = a; вызывает ошибку компиляции.

Цель: Понять, как ограничивать жизненный цикл объектов.

7. Наследование и порядок вызовов

Создайте класс DerivedLogger : public Logger:

• Добавьте поле Logger memberLogger.

• В конструкторе и деструкторе DerivedLogger добавьте логирование.

• Создайте объект DerivedLogger и зафиксируйте порядок вызовов конструкторов и деструкторов.

Цель: Изучить жизненный цикл объектов при наследовании.

8. Анализ кода

Дан код:

Logger createLogger() { return Logger(); } int main() { Logger a; Logger b = a; Logger c = std::move(createLogger()); std::vector<Logger> vec; vec.push_back(Logger()); return 0; }

• Предскажите, сколько раз вызываются конструкторы (копирования, перемещения) и деструкторы.

• Проверьте свой ответ, добавив логирование в класс Logger.

Цель: Научиться анализировать жизненный цикл объектов в реальном коде.