C++中復制構造函數(shù)和重載賦值操作符總結
前言
這篇文章將對C++中復制構造函數(shù)和重載賦值操作符進行總結，包括以下內容：
1.復制構造函數(shù)和重載賦值操作符的定義；
2.復制構造函數(shù)和重載賦值操作符的調用時機；
3.復制構造函數(shù)和重載賦值操作符的實現(xiàn)要點；
4.復制構造函數(shù)的一些細節(jié)。
復制構造函數(shù)和重載賦值操作符的定義
我們都知道，在C++中建立一個類，這個類中肯定會包括構造函數(shù)、析構函數(shù)、復制構造函數(shù)和重載賦值操作；即使在你沒有明確定義的情況下，編譯器也會給你生成這樣的四個函數(shù)。例如以下類：
class CTest
{
public:
CTest();
~CTest();
CTest(const CTest &);
void operator=(const CTest &);
};
對于構造函數(shù)和析構函數(shù)不是今天總結的重點，今天的重點是復制構造函數(shù)和重載賦值操作。類的復制構造函數(shù)原型如下：
class_name(const class_name &src);
一般來說，如果我們沒有編寫復制構造函數(shù)，那么編譯器會自動地替每一個類創(chuàng)建一個復制構造函數(shù)（也叫隱式復制構造函數(shù)）；相反的，如果我們編寫了一個復制構造函數(shù)（顯式的復制構造函數(shù)），那么編譯器就不會創(chuàng)建它。
類的重載賦值操作符的原型如下：
void operator=(const class_name &);
重載賦值操作符是一個特別的賦值運算符，通常是用來把已存在的對象指定給其它相同類型的對象。它是一個特別的成員函數(shù)，如果我們沒有定義這個成員函數(shù)，那么編譯器會自動地產(chǎn)生這個成員函數(shù)。編譯器產(chǎn)生的代碼是以單一成員進行對象復制的動作。
總結了復制構造函數(shù)和重載賦值操作符的定義，只是讓我們了解了它們，而沒有真正的深入它們。接下來，再仔細的總結一下它們的調用時機。關于它們的調用時機，我一直都沒有真正的明白過，所以這里一定要好好的總結明白了。
復制構造函數(shù)和重載賦值操作符的調用時機
對復制構造函數(shù)和重載賦值操作符的調用總是發(fā)生在不經(jīng)意間，它們不是經(jīng)過我們顯式的去調用就被執(zhí)行了。對于這種隱式調用的地方一定要多注意了，這也一般是有陷阱的地方?，F(xiàn)在我就用實際的例子來進行驗證；例子如下：
#include <iostream>
using namespace std;
class CTest
{
public:
CTest(){}
~CTest(){}
CTest(const CTest &test)
{
cout<<"copy constructor."<<endl;
}
void operator=(const CTest &test)
{
cout<<"operator="<<endl;
}
void Test(CTest test)
{}
CTest Test2()
{
CTest a;
return a;
}
void Test3(CTest &test)
{}
CTest &Test4()
{
CTest *pA = new CTest;
return *pA;
}
};
int main()
{
CTest obj;
CTest obj1(obj); // 調用復制構造函數(shù)
obj1 = obj; // 調用重載賦值操作符
/* 傳參的過程中，要調用一次復制構造函數(shù)
* obj1入棧時會調用復制構造函數(shù)創(chuàng)建一個臨時對象，與函數(shù)內的局部變量具有相同的作用域
*/
obj.Test(obj1);
/* 函數(shù)返回值時，調用復制構造函數(shù)；將返回值賦值給obj2時，調用重載賦值操作符
* 函數(shù)返回值時，也會構造一個臨時對象；調用復制構造函數(shù)將返回值復制到臨時對象上
*/
CTest obj2；
obj2 = obj.Test2();
obj2.Test3(obj); // 參數(shù)是引用，沒有調用復制構造函數(shù)
CTest obj3;
obj2.Test4(); // 返回值是引用，沒有調用復制構造函數(shù)
return 0;
}
在代碼中都加入了注釋，這里就不再做詳細的說明了。再次總結一下，如果對象在聲明的同時將另一個已存在的對象賦給它，就會調用復制構造函數(shù)；如果對象已經(jīng)存在了，然后再將另一個已存在的對象賦給它，調用的就是重載賦值運算符了。這條規(guī)則很適用，希望大家能記住。
復制構造函數(shù)和重載賦值操作符的實現(xiàn)要點
在一般的情況下，編譯器給我們生成的默認的復制構造函數(shù)和重載賦值操作符就已經(jīng)夠用了；但是在一些特別的時候，需要我們手動去實現(xiàn)自己的復制構造函數(shù)。
我們都知道，默認的復制構造函數(shù)和賦值運算符進行的都是”shallow copy”，只是簡單地復制字段，因此如果對象中含有動態(tài)分配的內存，就需要我們自己重寫復制構造函數(shù)或者重載賦值運算符來實現(xiàn)”deep copy”，確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性。這也就是大家常常說的深拷貝與淺拷貝的問題。下面我就提供一個比較簡單的例子來說明一下：
#include <iostream>
using namespace std;
const int MAXSIZE = 260;
class CTest
{
public:
CTest(wchar_t *pInitValue)
{
// Here, I malloc the memory
pValue = new wchar_t[MAXSIZE];
memset(pValue, 0, sizeof(wchar_t) * MAXSIZE);
wcscpy_s(pValue, MAXSIZE, pInitValue);
}
~CTest()
{
if (pValue)
{
delete[] pValue; //finalseabiscuit指出，謝謝。2014.7.24
pValue = NULL;
}
}
CTest(const CTest &test)
{
// Malloc the new memory for the pValue
pValue = new wchar_t[MAXSIZE];
memset(pValue, 0, sizeof(wchar_t) * MAXSIZE);
wcscpy_s(pValue, MAXSIZE, test.pValue);
}
CTest& operator=(const CTest &test)
{
// This is very important, please remember
if (this == &test)
{
return *this;
}
// Please delete the memory, this maybe cause the memory leak
if (pValue)
{
delete[] pValue; // 方恒剛指出的問題。非常感謝 2014.3.15
}
// Malloc the new memory for the pValue
pValue = new wchar_t[MAXSIZE];
memset(pValue, 0, sizeof(wchar_t) * MAXSIZE);
wcscpy_s(pValue, MAXSIZE, test.pValue);
return *this;
}
void Print()
{
wcout<<pValue<<endl;
}
private:
wchar_t *pValue; // The pointer points the memory
};
int main()
{
CTest obj(L"obj");
obj.Print();
CTest obj2(L"obj2");
obj2.Print();
obj2 = obj;
obj2.Print();
obj2 = obj2;
obj2.Print();
return 0;
}
特別是在實現(xiàn)重載賦值構造函數(shù)時需要多多的注意，在代碼中我也添加了注釋，大家可以認真的閱讀一下代碼，然后就懂了，如果不懂的就可以留言問我；當然了，如果我哪里理解錯了，也希望大家能給我提出，我們共同進步。
復制構造函數(shù)的一些細節(jié)
1.以下哪些是復制構造函數(shù)
X::X(const X&);
X::X(X);
X::X(X&, int a=1);
X::X(X&, int a=1, int b=2);
這些細節(jié)問題在這里也說一說，我也是從別人的博客里看到的，這里自己也總結一下。對于一個類X, 如果一個構造函數(shù)的第一個參數(shù)是下列之一:
a) X&
b) const X&
c) volatile X&
d) const volatile X&
且沒有其他參數(shù)或其他參數(shù)都有默認值，那么這個函數(shù)是拷貝構造函數(shù)。
X::X(const X&); //是拷貝構造函數(shù)
X::X(X&, int=1); //是拷貝構造函數(shù)
X::X(X&, int a=1, int b=2); //當然也是拷貝構造函數(shù)
2.類中可以存在超過一個拷貝構造函數(shù)
class X
{
public:
X(const X&); // const 的拷貝構造
X(X&); // 非const的拷貝構造
};
注意，如果一個類中只存在一個參數(shù)為 X& 的拷貝構造函數(shù)，那么就不能使用const X或volatile X的對象實行拷貝初始化。如果一個類中沒有定義拷貝構造函數(shù),那么編譯器會自動產(chǎn)生一個默認的拷貝構造函數(shù)。這個默認的參數(shù)可能為 X::X(const X&)或 X::X(X&),由編譯器根據(jù)上下文決定選擇哪一個。在我的Visual Studio 2012中，當定義了多個復制構造函數(shù)以后，編譯器就會有warning，但是程序還能正確運行。
總結
這篇文章對復制構造函數(shù)和重載賦值操作符進行了一些總結，重點是在復制構造函數(shù)與重載賦值操作符的調用時機上；對于大家喜歡總結的深拷貝與淺拷貝問題，我沒有用過多的文字進行說明，我認為上面的代碼就足以說明問題了。最后自己糾結已久的問題也就這樣總結了，自己也徹底的明白了。
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