C++實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)的方法詳解

更新時(shí)間：2022年09月20日 08:20:23 作者：Mi?ronin

拷貝構(gòu)造函數(shù)是構(gòu)造函數(shù)的一個(gè)重載，因此顯式的定義了拷貝構(gòu)造，那么編譯器也不再默認(rèn)生成構(gòu)造函數(shù)。本文主要介紹了C++實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)的方法，需要的可以參考一下

引入

對(duì)于普通類(lèi)型的對(duì)象來(lái)說(shuō)，他們之間的復(fù)制很簡(jiǎn)單：

int a = 10;
int b = a;

但是對(duì)于類(lèi)對(duì)象來(lái)說(shuō)，其中會(huì)存在許多的成員變量。

#include <iostream>
using namespace std;

class CExample {
private:
    　int a;
public:
      //構(gòu)造函數(shù)
    　CExample(int b)
    　{ a = b;}

      //一般函數(shù)
    　void Show ()
    　{
        cout<<a<<endl;
      }
};

int main()
{
    　CExample A(100);
    　CExample B = A; //注意這里的對(duì)象初始化要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，而非賦值
    　 B.Show ();
    　return 0;
}

從以上代碼可以看出系統(tǒng)為對(duì)象 B 分配了內(nèi)存并完成了與對(duì)象 A 的復(fù)制過(guò)程。就類(lèi)對(duì)象而言，相同類(lèi)型的類(lèi)對(duì)象是通過(guò)拷貝構(gòu)造函數(shù)來(lái)完成整個(gè)復(fù)制過(guò)程的。

下面這個(gè)則是拷貝構(gòu)造函數(shù)的工作過(guò)程

#include <iostream>
using namespace std;

class CExample {
private:
    int a;
public:
    //構(gòu)造函數(shù)
    CExample(int b)
    { a = b;}
    
    //拷貝構(gòu)造函數(shù)
    CExample(const CExample& C)
    {
        a = C.a;
    }

    //一般函數(shù)
    void Show ()
    {
        cout<<a<<endl;
    }
};

int main()
{
    CExample A(100);
    CExample B = A; // CExample B(A); 也是一樣的
     B.Show ();
    return 0;
}

在這里CExample(const CExample& C)　就是我們自定義的拷貝構(gòu)造函數(shù)。

一.什么是拷貝構(gòu)造函數(shù)

同一個(gè)類(lèi)的對(duì)象在內(nèi)存中有完全相同的結(jié)構(gòu)，如果作為一個(gè)整體進(jìn)行復(fù)制或稱(chēng)拷貝是完全可行的。這個(gè)拷貝過(guò)程只需要拷貝數(shù)據(jù)成員，而函數(shù)成員是共用的(只有一份拷貝)。在建立對(duì)象時(shí)可用同一類(lèi)的另一個(gè)對(duì)象來(lái)初始化該對(duì)象的存儲(chǔ)空間，這時(shí)所用的構(gòu)造函數(shù)稱(chēng)為拷貝構(gòu)造函數(shù)。

拷貝構(gòu)造函數(shù)本質(zhì)上來(lái)說(shuō)也是構(gòu)造函數(shù)。

二.什么情況下使用拷貝構(gòu)造函數(shù)

一般來(lái)說(shuō)有以下三種情況：

用舊對(duì)象去初始化新對(duì)象
值傳遞—參數(shù)是類(lèi)類(lèi)型的值類(lèi)型，從實(shí)參傳遞給形參的過(guò)程，是用實(shí)參去構(gòu)造形參
函數(shù)返回值是值類(lèi)型–用局部對(duì)象去構(gòu)造臨時(shí)對(duì)象調(diào)用拷貝構(gòu)造

class A
{
public:
    A(int i = 0):m_i(i)
    {
        cout<<"A(int) "<<m_i<<endl;
    }
    A(const A &a):m_i(a.m_i)
    {
        cout<<"A(A) "<<m_i<<endl;
    }
    ~A()
    {
        cout<<"~A "<<m_i<<endl;
    }
private:
    int m_i;
};
void fn(A t) //2.將c傳遞給t的過(guò)程，是值傳遞，此時(shí)臨時(shí)對(duì)象形參t是新對(duì)象，用c去構(gòu)造t，調(diào)用拷貝構(gòu)造
{
    cout<<"fn end"<<endl;
    //在退出fn函數(shù)時(shí)，將臨時(shí)對(duì)象t釋放，調(diào)用析構(gòu)函數(shù)
}
A test()
{
    A d(40); //調(diào)用普通構(gòu)造A(int)構(gòu)造對(duì)象d
    return d;
    /*
     3.在返回的時(shí)候，將局部對(duì)象的值給了臨時(shí)對(duì)象(值傳遞，調(diào)用拷貝構(gòu)造，用舊局部對(duì)象去構(gòu)造新的臨時(shí)對(duì)象)
     然后局部對(duì)象d就釋放了，臨時(shí)對(duì)象將值帶回到主調(diào)函數(shù)中后，臨時(shí)對(duì)象的值才釋放
    */
}
A fnn()
{
    A s(50); //A(int) 50
    return s; //
    /*1.s->臨時(shí)對(duì)象  拷貝構(gòu)造
    2.析構(gòu)函數(shù)局部對(duì)象s
    */
}
void main()
{
    A a(20);  //A(int) 20
    A b = a;  //1.用a初始化b A(A)
    cout<<"fn"<<endl;
    A c(30); //A(int) 30
    fn(c);
    cout<<"test"<<endl;
    c = test(); //臨時(shí)對(duì)象將值賦給c(調(diào)用賦值函數(shù))之后，調(diào)用析構(gòu)，析構(gòu)臨時(shí)對(duì)象
    cout<<"fnn"<<endl;
    A t = fnn(); //臨時(shí)對(duì)象初始化新對(duì)象t,是否會(huì)調(diào)用拷貝構(gòu)造?--調(diào)用了，不過(guò)編譯器做過(guò)優(yōu)化
    cout<<"main end"<<endl;
}

三.使用拷貝構(gòu)造函數(shù)需要注意什么

拷貝構(gòu)造函數(shù)是構(gòu)造函數(shù)的一個(gè)重載形式。

拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)只有一個(gè)且必須使用引用傳參，使用傳值方式會(huì)引發(fā)無(wú)窮遞歸調(diào)用。

若未顯示定義，系統(tǒng)生成默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)。默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)對(duì)象按內(nèi)存存儲(chǔ)按字節(jié)序完成拷貝，稱(chēng)為:位拷貝。

四.深拷貝淺拷貝

4.1 淺拷貝

所謂淺拷貝，指的是在對(duì)象復(fù)制時(shí)，只對(duì)對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員進(jìn)行簡(jiǎn)單的賦值，默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行的也是淺拷貝。大多情況下“淺拷貝”已經(jīng)能很好地工作了，但是一旦對(duì)象存在了動(dòng)態(tài)成員，指針，那么淺拷貝就會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。

對(duì)于下面函數(shù)來(lái)說(shuō)有指針作為數(shù)據(jù)成員，則用s1對(duì)象去構(gòu)造s2對(duì)象的時(shí)候，調(diào)用默認(rèn)拷貝構(gòu)造，用s1中的數(shù)據(jù)成員指針m_str去初始化s2對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員m_str，即是s2.m_str = s1.m_str,那么導(dǎo)致兩個(gè)對(duì)象中的指針指向同一塊內(nèi)存單元，指向的都是構(gòu)造s1對(duì)象時(shí)開(kāi)辟的內(nèi)存單元,所以在主函數(shù)退出時(shí)候要析構(gòu)s2和s1時(shí)，將同一段空間釋放兩次出現(xiàn)內(nèi)存錯(cuò)誤。

class Str
{
public:
    Str(const char *str = "")
    {
        m_str = new char[strlen(str)+1];
        strcpy(m_str,str);
    }
    ~Str()
    {
        delete[]m_str;
    }
    void Print()
    {
        cout<<m_str<<endl;
    }
private:
    char *m_str;
};
void main()
{
    Str s1("pangpang");
    Str s2(s1);
    cout<<sizeof(Str)<<endl;
    s1.Print();
    s2.Print();
}

上述程序的內(nèi)存布局：

對(duì)于指針作為數(shù)據(jù)成員的類(lèi)，用s1對(duì)象去構(gòu)造s2對(duì)象的時(shí)候，調(diào)用默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)時(shí)，二者指向同一內(nèi)存單元，即二者的初始地址相同這里均為0X0002000，當(dāng)我們構(gòu)造完以后將要進(jìn)行析構(gòu)時(shí)，這里將會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤：因?yàn)槲鰳?gòu)函數(shù)要釋放空間，而這里我們的空間對(duì)應(yīng)的是一塊空間，當(dāng)我們析構(gòu)完s2后：這一塊空間的內(nèi)容已經(jīng)被delete，而我們還需要析構(gòu)s1，即：一個(gè)內(nèi)存空間析構(gòu)了兩次，出現(xiàn)內(nèi)存錯(cuò)誤。

為了解決上述問(wèn)題我們就需要給s2中的m_str也開(kāi)辟和s1中的m_str一樣大小的空間，所以我們就需要深拷貝。

4.2 深拷貝

在“深拷貝”的情況下，對(duì)于對(duì)象中動(dòng)態(tài)成員，就不能僅僅簡(jiǎn)單地賦值了，而應(yīng)該重新動(dòng)態(tài)分配空間，如上面的例子就應(yīng)該按照如下的方式進(jìn)行處理：

class Str
{
public:
    Str(const char *str = "")
    {
        m_str = new char[strlen(str)+1];
        strcpy(m_str,str);
    }
    ~Str()
    {
        cout<<"~Str"<<endl;
        delete[]m_str;
    }
    Str(const Str& s)
    {
        cout<<"Str(Str)"<<endl;
        m_str = new char[strlen(s.m_str)+1]; //開(kāi)辟同樣大小的空間
        strcpy(m_str,s.m_str); //將內(nèi)容拷貝成一樣的
    }
    void Print()
    {
        cout<<m_str<<endl;
    }
private:
    char *m_str;
};
void main()
{
    Str s1("pangpang");
    Str s2(s1); //拷貝構(gòu)造
    s1.Print();
    s2.Print();
}

現(xiàn)在的程序內(nèi)存布局為：

各自指向一段內(nèi)存空間，但它們指向的空間具有相同的內(nèi)容，這就是所謂的“深拷貝”。

到此這篇關(guān)于C++實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)的方法詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++拷貝構(gòu)造函數(shù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

您可能感興趣的文章: