牛客网 SQL36查找后排序

SQL36查找后排序

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select device_id,age from user_profile order by age asc
#select [字段1,字段2] from [表名] order by [字段1] [升序(asc)/降序(desc)],[字段2] [升序(asc)/降序(desc)]
#select：查询
#order by 排序

每日问题

如何实现对象的克隆？

在 C++ 中，实现对象的克隆通常涉及到复制对象的状态，以便创建一个新的对象，其内容与原始对象相同。克隆通常是通过深拷贝来实现的，特别是当对象包含动态分配的内存或资源时，使用浅拷贝可能导致资源共享和潜在的问题（如双重删除）。下面是实现对象克隆的一些常见方式。

1. 通过拷贝构造函数实现克隆

拷贝构造函数是用来创建一个对象，该对象是另一个对象的副本。默认情况下，拷贝构造函数执行浅拷贝，即复制对象的成员变量。但对于需要深拷贝的类（例如，包含动态内存分配的类），需要自己实现拷贝构造函数。

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <cstring>  // for strcpy

class Person {
public:
    char* name;
    int age;

    // 构造函数
    Person(const char* n, int a) {
        name = new char[strlen(n) + 1];
        strcpy(name, n);
        age = a;
    }

    // 拷贝构造函数：实现深拷贝
    Person(const Person& other) {
        name = new char[strlen(other.name) + 1];
        strcpy(name, other.name);
        age = other.age;
    }

    // 析构函数
    ~Person() {
        delete[] name;
    }

    // 打印函数
    void print() const {
        std::cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << std::endl;
    }
};

int main() {
    Person p1("John", 30);  // 创建一个对象
    Person p2 = p1;  // 使用拷贝构造函数克隆 p1

    p1.print();
    p2.print();

    return 0;
}

输出：

cpp 复制代码

Name: John, Age: 30
Name: John, Age: 30

在这个例子中，Person 类有一个拷贝构造函数，它深拷贝了对象的 name 字符串和 age 整数。new 操作符确保了 name 字符串的深拷贝，避免了浅拷贝可能带来的资源共享问题。

2. 通过克隆接口实现克隆

如果你的类层次结构比较复杂，可能有一个基类，并且需要让派生类支持克隆操作，可以定义一个 clone() 方法。通常，clone() 方法返回一个指向新对象的指针，确保每个派生类都能正确实现其克隆。

为了实现这种方法，通常使用虚函数和工厂方法。

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <cstring>

class Shape {
public:
    virtual ~Shape() = default;

    // 克隆接口
    virtual Shape* clone() const = 0;

    virtual void draw() const = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(int r) : radius(r) {}

    // 克隆方法：实现圆形的深拷贝
    Shape* clone() const override {
        return new Circle(*this);  // 使用拷贝构造函数克隆
    }

    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a circle with radius " << radius << std::endl;
    }

private:
    int radius;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}

    // 克隆方法：实现矩形的深拷贝
    Shape* clone() const override {
        return new Rectangle(*this);  // 使用拷贝构造函数克隆
    }

    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a rectangle with width " << width << " and height " << height << std::endl;
    }

private:
    int width, height;
};

int main() {
    Shape* circle = new Circle(5);
    Shape* rectangle = new Rectangle(10, 20);

    // 克隆对象
    Shape* clonedCircle = circle->clone();
    Shape* clonedRectangle = rectangle->clone();

    // 调用 draw 方法
    circle->draw();
    rectangle->draw();
    clonedCircle->draw();
    clonedRectangle->draw();

    // 释放内存
    delete circle;
    delete rectangle;
    delete clonedCircle;
    delete clonedRectangle;

    return 0;
}

输出：

cpp 复制代码

Drawing a circle with radius 5
Drawing a rectangle with width 10 and height 20
Drawing a circle with radius 5
Drawing a rectangle with width 10 and height 20

在这个例子中，我们创建了一个 Shape 基类，并在每个派生类（Circle 和 Rectangle）中实现了 clone() 方法。clone() 方法返回一个新创建的对象，确保每个派生类都能正确地进行深拷贝。

3. 使用 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr 实现克隆

如果对象的管理使用智能指针，可以通过智能指针来管理对象的生命周期。在这种情况下，克隆通常会涉及到复制智能指针所管理的对象。

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <memory>  // for unique_ptr

class MyClass {
public:
    MyClass(int x) : data(x) {}
    MyClass(const MyClass& other) : data(other.data) {}  // 拷贝构造函数

    void print() const {
        std::cout << "Data: " << data << std::endl;
    }

private:
    int data;
};

int main() {
    std::unique_ptr<MyClass> ptr1 = std::make_unique<MyClass>(10);

    // 克隆 ptr1
    std::unique_ptr<MyClass> ptr2 = std::make_unique<MyClass>(*ptr1);

    ptr1->print();
    ptr2->print();

    return 0;
}

输出：

cpp 复制代码

Data: 10
Data: 10

在这个例子中，我们使用 std::unique_ptr 来管理 MyClass 的对象。在克隆时，我们通过 std::make_unique 和拷贝构造函数来创建新对象。

4. 通过工厂方法实现克隆

如果你希望将克隆操作与类的实例化分离，可以使用工厂方法来创建和克隆对象。这种方法特别适用于需要根据不同参数构造对象的情况。

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

class Animal {
public:
    virtual ~Animal() = default;
    virtual Animal* clone() const = 0;
    virtual void speak() const = 0;
};

class Dog : public Animal {
public:
    Dog* clone() const override {
        return new Dog(*this);  // 使用拷贝构造函数克隆
    }

    void speak() const override {
        std::cout << "Woof!" << std::endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    Cat* clone() const override {
        return new Cat(*this);  // 使用拷贝构造函数克隆
    }

    void speak() const override {
        std::cout << "Meow!" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Animal* dog = new Dog();
    Animal* cat = new Cat();

    // 克隆对象
    Animal* clonedDog = dog->clone();
    Animal* clonedCat = cat->clone();

    dog->speak();
    cat->speak();
    clonedDog->speak();
    clonedCat->speak();

    delete dog;
    delete cat;
    delete clonedDog;
    delete clonedCat;

    return 0;
}

输出：

cpp 复制代码

Woof!
Meow!
Woof!
Meow!

总结

在 C++ 中实现对象克隆的主要方法有：

1.通过拷贝构造函数实现克隆：适用于大多数简单的对象。需要自己编写拷贝构造函数，确保正确进行深拷贝。

2.通过克隆接口（clone() 方法）实现克隆：适用于有继承关系的类，能够让基类定义一个虚拟的 clone() 方法，派生类实现具体的克隆逻辑。

3.使用智能指针管理克隆：适用于使用智能指针（如 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr）管理资源的对象，可以通过拷贝构造来克隆。

4.通过工厂方法实现克隆：通过一个专门的工厂方法来创建和克隆对象，适用于需要动态生成对象的情况。

如何实现单例模式？

在 C++ 中，单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点来获取该实例。单例模式通常用于管理全局资源（如数据库连接、日志对象等），保证在应用程序的生命周期中只创建一个实例。

单例模式的关键特性：

1.私有构造函数：防止外部直接创建对象。

2.静态成员：用于存储类的唯一实例。

3.公有静态方法：提供访问该实例的方式。

单例模式的基本实现

cpp 复制代码

#include <iostream>

class Singleton {
private:
    // 私有构造函数，防止外部直接创建对象
    Singleton() {
        std::cout << "Singleton created!" << std::endl;
    }

    // 私有拷贝构造函数和赋值运算符，防止复制对象
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

public:
    // 提供获取实例的静态方法
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance;  // 局部静态变量，保证实例只创建一次
        return instance;
    }

    void showMessage() const {
        std::cout << "Hello from Singleton!" << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 获取单例实例并调用方法
    Singleton& singleton1 = Singleton::getInstance();
    singleton1.showMessage();

    // 再次获取单例实例并调用方法
    Singleton& singleton2 = Singleton::getInstance();
    singleton2.showMessage();

    // 检查两个实例是否是同一个
    if (&singleton1 == &singleton2) {
        std::cout << "Both instances are the same." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Instances are different." << std::endl;
    }

    return 0;
}

解释：

1.私有构造函数：构造函数是私有的，这样外部代码无法直接创建 Singleton 对象。

2.静态 getInstance() 方法：getInstance() 方法是唯一可以获取 Singleton 实例的入口。它返回 Singleton 类的一个静态局部实例，这样确保实例只有一个，并且在第一次调用时创建。C++ 中的静态局部变量会在第一次访问时初始化，并且在程序结束时自动销毁。

3.禁止拷贝和赋值：通过删除拷贝构造函数和赋值运算符，防止对象被复制。

线程安全的实现（C++11及以上）

上面的实现是线程安全的，因为局部静态变量在 C++11 中是线程安全的。在 C++11 标准中，局部静态变量的初始化是线程安全的，即使多个线程同时访问 getInstance()，也不会创建多个实例。

单例模式的变种：懒汉式与饿汉式

懒汉式：实例在第一次使用时创建。需要考虑线程安全。

饿汉式：在程序启动时就创建实例，不管是否需要。简单且线程安全，但如果实例的创建成本较高，可能会浪费资源。

1. 懒汉式实现（线程安全）

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <mutex>

class Singleton {
private:
    Singleton() {
        std::cout << "Singleton created!" << std::endl;
    }

    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

    static std::mutex mutex;  // 保护实例的互斥锁

public:
    static Singleton* getInstance() {
        static Singleton* instance = nullptr;

        // 双重检查锁定，确保线程安全且避免不必要的加锁
        if (instance == nullptr) {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            if (instance == nullptr) {
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }

    void showMessage() const {
        std::cout << "Hello from Singleton!" << std::endl;
    }
};

std::mutex Singleton::mutex;  // 初始化静态成员 mutex

int main() {
    Singleton* singleton1 = Singleton::getInstance();
    singleton1->showMessage();

    Singleton* singleton2 = Singleton::getInstance();
    singleton2->showMessage();

    if (singleton1 == singleton2) {
        std::cout << "Both instances are the same." << std::endl;
    }

    return 0;
}

解释：

1.懒汉式实现：实例只有在第一次访问时才会被创建（即 "懒加载"）。使用 std::mutex 来保护实例的创建，以确保在多线程环境中只有一个实例。

2.双重检查锁定：通过 if (instance == nullptr) 进行第一次检查，如果仍然是 nullptr，才加锁创建实例。这样避免了每次获取实例时都加锁，提高了性能。

2. 饿汉式实现

cpp 复制代码

#include <iostream>

class Singleton {
private:
    // 私有构造函数
    Singleton() {
        std::cout << "Singleton created!" << std::endl;
    }

    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

    static Singleton instance;  // 在程序启动时就创建实例

public:
    static Singleton& getInstance() {
        return instance;
    }

    void showMessage() const {
        std::cout << "Hello from Singleton!" << std::endl;
    }
};

// 定义静态成员变量
Singleton Singleton::instance;

int main() {
    Singleton& singleton1 = Singleton::getInstance();
    singleton1.showMessage();

    Singleton& singleton2 = Singleton::getInstance();
    singleton2.showMessage();

    if (&singleton1 == &singleton2) {
        std::cout << "Both instances are the same." << std::endl;
    }

    return 0;
}

解释：

1.饿汉式实现：实例在程序启动时就被创建，并且是线程安全的，因为静态成员 instance 会在程序加载时初始化。

2.没有延迟创建：实例在程序启动时就创建，无论是否需要，可能会浪费资源。

总结

1.懒汉式（Lazy Initialization）：

实例延迟创建，直到第一次访问时。

需要考虑线程安全，可以使用 std::mutex 或 C++11 中的线程安全局部静态变量。

优点：实例创建时机可控，节省资源。

缺点：需要额外的线程同步机制来保证线程安全。

2.饿汉式（Eager Initialization）：

实例在程序启动时就创建。

简单且线程安全，但可能浪费资源，尤其是当实例创建代价较高时。

在大多数情况下，懒汉式更为灵活，尤其是当实例创建过程可能比较耗时或者实例未必每次都会使用时。使用静态局部变量的懒汉式在 C++11 及以上版本中非常推荐，它既是线程安全的，又实现了延迟加载。