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拷贝构造函数怎么写,什么是拷贝构造函数

时间:2023-05-04 19:17:20 阅读:157777 作者:278

一. 什么是拷贝构造函数

首先,对于普通类型的对象,它们之间的复制很简单。 例如,以下内容:

int a=100; int b=a;

另一方面,类对象与普通对象不同,类对象的内部结构一般比较复杂,存在各种成员变量。

让我们看一下复制类对象的简单示例。

# includeiostreamusingnamespacestd; class CExample {private: int a; public: //构造函数cexample(intb ) { a=b; //一般函数void Show () { coutaendl; }; int main () cexamplea ) 100; CExample B=A; //注意,此处的对象初始化将调用复制构造函数,而不是赋值B.Show (); 返回0; () ) ) ) )。

执行程序,画面输出100。 根据以上代码的执行结果可知,系统向对象b分配内存,完成了与对象a的复制过程。 对于类对象,同一类型的类对象通过复制构造函数来完成整个复制过程。

以复制构造函数的动作为例进行说明。

# includeiostreamusingnamespacestd; class CExample {private: int a; public: //构造函数cexample(intb ) { a=b; //复制构造函数cexample(constcexamplec ) { a=C.a; //一般函数void Show () { coutaendl; }; int main () cexamplea ) 100; CExample B=A; //cexampleb(a ); 同一个B.Show (; 返回0; () ) ) ) )。

Cexample(ConstCexampleC )是我们定制的复制构造函数。 这样,复制构造函数为http://www.Sina.com/http://www.Sina.com /,函数的名称必须与类名一致,需要的参数是这种类型的http://www.Sina

特殊的

在c中,以下三种类型的对象必须调用复制构造函数:

构造函数

class CExample {private: int a; public: //构造函数cexample(intb ) { a=b; cout'creat: 'aendl; //复制结构cexample(constcexamplec ) { a=C.a; 计数复制结束; (//析构函数(~CExample ) ) { cout 'delete: 'aendl; } void Show () { coutaendl; }; //全局函数,传递的是对象voidg_fun(cexamplec ) { cout'test'endl; }int main () cexampletest ) 1; //搬入对象的G_fun(test ); 返回0; () ) ) ) )。

g_Fun ) )调用时,将发生以下重要步骤:

(1).test对象被交给形参时,首先会生成c这个临时变量吧。 )2) .然后调用复制构造函数,将test的值赋予c。 这两个步骤有点相似。 CexampleC(test );

(3).g_Fun ) )执行后,对c对象进行句法分析。

引用变量

二. 拷贝构造函数的调用时机

d Show () { cout<<a<<endl; }};//全局函数CExample g_Fun(){ CExample temp(0); return temp;}int main(){ g_Fun(); return 0;}
当g_Fun()函数执行到return时,会产生以下几个重要步骤:
(1). 先会产生一个临时变量,就叫XXXX吧。
(2). 然后调用拷贝构造函数把temp的值给XXXX。整个这两个步骤有点像:CExample XXXX(temp);
(3). 在函数执行到最后先析构temp局部变量。
(4). 等g_Fun()执行完后再析构掉XXXX对象。

3. 对象需要通过另外一个对象进行初始化;
CExample A(100);CExample B = A; // CExample B(A);

后两句都会调用拷贝构造函数。


三. 浅拷贝和深拷贝

1. 默认拷贝构造函数

    很多时候在我们都不知道拷贝构造函数的情况下,传递对象给函数参数或者函数返回对象都能很好的进行,这是因为编译器会给我们自动产生一个拷贝构造函数,这就是“默认拷贝构造函数”,这个构造函数很简单,仅仅使用“老对象”的数据成员的值对“新对象”的数据成员一一进行赋值,它一般具有以下形式:

Rect::Rect(const Rect& r){ width = r.width; height = r.height;} 
    当然,以上代码不用我们编写,编译器会为我们自动生成。但是如果认为这样就可以解决对象的复制问题,那就错了,让我们来考虑以下一段代码:
class Rect{public: Rect() // 构造函数,计数器加1 { count++; } ~Rect() // 析构函数,计数器减1 { count--; } static int getCount() // 返回计数器的值 { return count; }private: int width; int height; static int count; // 一静态成员做为计数器};int Rect::count = 0; // 初始化计数器int main(){ Rect rect1; cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl; Rect rect2(rect1); // 使用rect1复制rect2,此时应该有两个对象 cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl; return 0;}

  这段代码对前面的类,加入了一个静态成员,目的是进行计数。在主函数中,首先创建对象rect1,输出此时的对象个数,然后使用rect1复制出对象rect2,再输出此时的对象个数,按照理解,此时应该有两个对象存在,但实际程序运行时,输出的都是1,反应出只有1个对象。此外,在销毁对象时,由于会调用销毁两个对象,类的析构函数会调用两次,此时的计数器将变为负数。

说白了,就是拷贝构造函数没有处理静态数据成员。

出现这些问题最根本就在于在复制对象时,计数器没有递增,我们重新编写拷贝构造函数,如下:
class Rect{public: Rect() // 构造函数,计数器加1 { count++; } Rect(const Rect& r) // 拷贝构造函数 { width = r.width; height = r.height; count++; // 计数器加1 } ~Rect() // 析构函数,计数器减1 { count--; } static int getCount() // 返回计数器的值 { return count; }private: int width; int height; static int count; // 一静态成员做为计数器};

2. 浅拷贝

    所谓浅拷贝,指的是在对象复制时,只对对象中的数据成员进行简单的赋值,默认拷贝构造函数执行的也是浅拷贝。大多情况下“浅拷贝”已经能很好地工作了,但是一旦对象存在了动态成员,那么浅拷贝就会出问题了,让我们考虑如下一段代码:
class Rect{public: Rect() // 构造函数,p指向堆中分配的一空间 { p = new int(100); } ~Rect() // 析构函数,释放动态分配的空间 { if(p != NULL) { delete p; } }private: int width; int height; int *p; // 一指针成员};int main(){ Rect rect1; Rect rect2(rect1); // 复制对象 return 0;}

    在这段代码运行结束之前,会出现一个运行错误。原因就在于在进行对象复制时,对于动态分配的内容没有进行正确的操作。我们来分析一下:

    在运行定义rect1对象后,由于在构造函数中有一个动态分配的语句,因此执行后的内存情况大致如下:

 

 

    在使用rect1复制rect2时,由于执行的是浅拷贝,只是将成员的值进行赋值,这时 rect1.p = rect2.p,也即这两个指针指向了堆里的同一个空间,如下图所示:

 

当然,这不是我们所期望的结果,在销毁对象时,两个对象的析构函数将对同一个内存空间释放两次,这就是错误出现的原因。我们需要的不是两个p有相同的值,而是两个p指向的空间有相同的值,解决办法就是使用“深拷贝”。


3. 深拷贝

    在“深拷贝”的情况下,对于对象中动态成员,就不能仅仅简单地赋值了,而应该重新动态分配空间,如上面的例子就应该按照如下的方式进行处理:
class Rect{public: Rect() // 构造函数,p指向堆中分配的一空间 { p = new int(100); } Rect(const Rect& r) { width = r.width; height = r.height; p = new int; // 为新对象重新动态分配空间 *p = *(r.p); } ~Rect() // 析构函数,释放动态分配的空间 { if(p != NULL) { delete p; } }private: int width; int height; int *p; // 一指针成员};

此时,在完成对象的复制后,内存的一个大致情况如下:

 

此时rect1的p和rect2的p各自指向一段内存空间,但它们指向的空间具有相同的内容,这就是所谓的“深拷贝”。


3. 防止默认拷贝发生

    通过对对象复制的分析,我们发现对象的复制大多在进行“值传递”时发生,这里有一个小技巧可以防止按值传递——声明一个私有拷贝构造函数。甚至不必去定义这个拷贝构造函数,这样因为拷贝构造函数是私有的,如果用户试图按值传递或函数返回该类对象,将得到一个编译错误,从而可以避免按值传递或返回对象。

// 防止按值传递class CExample {private:int a;public://构造函数CExample(int b){ a = b;cout<<"creat: "<<a<<endl;}private://拷贝构造,只是声明CExample(const CExample& C);public:~CExample(){cout<< "delete: "<<a<<endl;} void Show (){ cout<<a<<endl; }};//全局函数void g_Fun(CExample C){cout<<"test"<<endl;}int main(){CExample test(1);//g_Fun(test); 按值传递将出错return 0;}

四. 拷贝构造函数的几个细节

1. 拷贝构造函数里能调用private成员变量吗?
解答:
这个问题是在网上见的,当时一下子有点晕。其时从名子我们就知道拷贝构造函数其时就是一个特殊的构造函数,操作的还是自己类的成员变量,所以不受private的限制。


2. 以下函数哪个是拷贝构造函数,为什么?

X::X(const X&); X::X(X); X::X(X&, int a=1); X::X(X&, int a=1, int b=2);
解答:对于一个类X, 如果一个构造函数的第一个参数是下列之一:
a) X&
b) const X&
c) volatile X&
d) const volatile X&
且没有其他参数或其他参数都有默认值,那么这个函数是拷贝构造函数.

X::X(const X&); //是拷贝构造函数 X::X(X&, int=1); //是拷贝构造函数 X::X(X&, int a=1, int b=2); //当然也是拷贝构造函数


3. 一个类中可以存在多于一个的拷贝构造函数吗?
解答:
类中可以存在超过一个拷贝构造函数。

class X { public: X(const X&); // const 的拷贝构造 X(X&); // 非const的拷贝构造};
注意,如果一个类中只存在一个参数为 X& 的拷贝构造函数,那么就不能使用const X或volatile X的对象实行拷贝初始化.

class X { public: X(); X(X&);}; const X cx; X x = cx; // error
如果一个类中没有定义拷贝构造函数,那么编译器会自动产生一个默认的拷贝构造函数。
这个默认的参数可能为 X::X(const X&)或 X::X(X&),由编译器根据上下文决定选择哪一个。

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