C++ 拷贝构造函数赋值构造函数

r囧r小猫 2022-09-18 04:51 318阅读 0赞

C++ 拷贝构造函数 赋值构造函数

拷贝构造函数和赋值构造函数的异同  
由于并非所有的对象都会使用拷贝构造函数和赋值函数，程序员可能对这两个函数有些轻视。请先记住以下的警告，在阅读正文时就会多心：如果不主动编写拷贝构造函数和赋值函数，编译器将以“位拷贝”的方式自动生成缺省的函数。倘若类中含有指针变量，那么这两个缺省的函数就隐含了错误。以类String 的两个对象a,b 为例，假设a.m\_data 的内容为“hello”，b.m\_data 的内容为“world”。现将a 赋给b，缺省赋值函数的“位拷贝”意味着执行b.m\_data = a.m\_data。这将造成三个错误：一是b.m\_data 原有的内存没被释放，造成内存泄露；二是b.m\_data 和a.m\_data 指向同一块内存，a 或b 任何一方变动都会影响另一方；三是在对象被析构时，m\_data 被释放了两次。拷贝构造函数和赋值函数非常容易混淆，常导致错写、错用。拷贝构造函数是在对象被创建时调用的，而赋值函数只能被已经存在了的对象调用。以下程序中，第三个语句和第四个语句很相似，你分得清楚哪个调用了拷贝构造函数，哪个调用了赋值函数吗？  
　　String a(“hello”);  
　　String b(“world”);  
　　String c = a; // 调用了拷贝构造函数，最好写成 c(a);  
　　c = b; // 调用了赋值函数  
　　本例中第三个语句的风格较差，宜改写成String c(a) 以区别于第四个语句。  
　　类String 的拷贝构造函数与赋值函数  
　　// 拷贝构造函数  
　　String::String(const String &other)  
　　\{  
　　// 允许操作other 的私有成员m\_data  
　　int length = strlen(other.m\_data);  
　　m\_data = new char\[length+1\];  
　　strcpy(m\_data, other.m\_data);  
　　\}  
　　// 赋值函数  
　　String & String::operator =(const String &other)  
　　\{  
　　// (1) 检查自赋值  
　　if(this == &other)  
　　return \*this;  
　　// (2) 释放原有的内存资源  
　　delete \[\] m\_data;  
　　// （3）分配新的内存资源，并复制内容  
　　int length = strlen(other.m\_data);  
　　m\_data = new char\[length+1\];  
　　strcpy(m\_data, other.m\_data);  
　　// （4）返回本对象的引用  
　　return \*this;  
　　\}  
　　类String 拷贝构造函数与普通构造函数的区别是：在函数入口处无需与NULL 进行比较，这是因为“引用”不可能是NULL，而“指针”可以为NULL。类String 的赋值函数比构造函数复杂得多，分四步实现：  
　　（1）第一步，检查自赋值。你可能会认为多此一举，难道有人会愚蠢到写出 a = a 这样的自赋值语句！的确不会。但是间接的自赋值仍有可能出现，例如  
　　// 内容自赋值  
　　b = a;  
　　…  
　　c = b;  
　　…  
　　a = c;  
　　// 地址自赋值  
　　b = &a;  
　　…  
　　a = \*b;  
　　也许有人会说：“即使出现自赋值，我也可以不理睬，大不了化点时间让对象复制自己而已，反正不会出错！”他真的说错了。看看第二步的delete，自杀后还能复制自己吗？所以，如果发现自赋值，应该马上终止函数。注意不要将检查自赋值的if 语句  
　　if(this == &other)  
　　错写成为  
　　if( \*this == other)  
　　（2）第二步，用delete 释放原有的内存资源。如果现在不释放，以后就没机会了，将造成内存泄露。  
　　（3）第三步，分配新的内存资源，并复制字符串。注意函数strlen 返回的是有效字符串长度，不包含结束符‘\\0’。函数strcpy 则连‘\\0’一起复制。  
　　（4）第四步，返回本对象的引用，目的是为了实现象 a = b = c 这样的链式表达。注意不要将 return \*this 错写成 return this 。那么能否写成return other 呢？效果不是一样吗？不可以！因为我们不知道参数other 的生命期。有可能other 是个临时对象，在赋值结束后它马上消失，那么return other 返回的将是垃圾。  
　　偷懒的办法处理拷贝构造函数与赋值函数  
　　如果我们实在不想编写拷贝构造函数和赋值函数，又不允许别人使用编译器生成的缺省函数，怎么办？  
　　偷懒的办法是：只需将拷贝构造函数和赋值函数声明为私有函数，不用编写代码。  
　　例如：  
　　class A  
　　\{ …  
　　private:  
　　A(const A &a); // 私有的拷贝构造函数  
　　A & operator =(const A &a); // 私有的赋值函数  
　　\};  
　　如果有人试图编写如下程序：  
　　A b(a); // 调用了私有的拷贝构造函数  
　　b = a; // 调用了私有的赋值函数  
　　编译器将指出错误，因为外界不可以操作A 的私有函数。  
  
  
  
一、  
拷贝构造，是一个的对象来初始化一边内存区域，这边内存区域就是你的新对象的内存区域赋值运算，对于一个已经被初始化的对象来进行operator=操作  
class    A;      
A   a;   
A   b=a;    //拷贝构造函数调用   
//或   
A   b(a);    //拷贝构造函数调用   
///      
A   a;   
A   b;   
b =a;    //赋值运算符调用    
  
你只需要记住，在C++语言里，   
String    s2(s1);   
String    s3    =    s1;   
只是语法形式的不同，意义是一样的，都是定义加初始化，都调用拷贝构造函数。  
  
二、  
一般来说是在数据成员包含指针对象的时候，应付两种不同的处理需求的 一种是复制指针对象，一种是引用指针对象 copy大多数情况下是复制，=则是引用对象的      
例子：   
   class    A   
   \{   
          int    nLen;   
          char    \*    pData;   
   \}   
   显然   
   A    a,    b;   
   a=b的时候，对于pData数据存在两种需求   
   第一种copy   
       a.pData    =    new    char    \[nLen\];   
       memcpy(a.pData,    b.pData,    nLen);   
   另外一种(引用方式)：   
       a.pData    =    b.pData   
    
   通过对比就可以看到，他们是不同的   
   往往把第一种用copy使用，第二种用=实现  
   你只要记住拷贝构造函数是用于类中指针，对象间的COPY   
  
三、  
   和拷贝构造函数的实现不一样     
   拷贝构造函数首先是一个构造函数，它调用的时候产生一个对象，是通过参数传进来的那个对象来初始化，产生的对象。   
   operator=();是把一个对象赋值给一个原有的对象，所以如果原来的对象中有内存分配要先把内存释放掉，而且还要检查一下两个对象是不是同一个对象，如果是的话就不做任何操作。  
  
  
  
还要注意的是拷贝构造函数是构造函数，不返回值    
  
   而赋值函数需要返回一个对象自身的引用，以便赋值之后的操作    
  
   你肯定知道这个：    
  
    int    a,    b;    
  
    b    =    7;    
  
    Func(    a    =    b    );    //    把i赋值后传给函数Func(    int    )    
  
   同理：    
  
   　CMyClass    obj1,    obj2;    
  
       obj1.Initialize();        
  
       Func2(    obj1    =    obj2    );    //如果没有返回引用，是不能把值传给Func2的    
  
     
  
       注:    
  
   　CMyClass    &    CMyClass::    operator    =    (    CMyClass    &    other    )    
  
       \{    
  
               if(    this    ==    &other    )    
  
                      return    \*this;    
  
               //    赋值操作...    
  
               return    \*this    
  
       \}

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赋值运算符和复制构造函数都是用已存在的B对象来创建另一个对象A。不同之处在于：赋值运算符处理两个已有对象，即赋值前B应该是存在的；复制构造函数是生成一个全新的对象，即调用复制构造函数之前A不存在。  
　　CTemp a(b); //复制构造函数，C++风格的初始化  
　　CTemp a=b; //仍然是复制构造函数，不过这种风格只是为了与C兼容，与上面的效果一样，在这之前a不存在，或者说还未构造好。  
　　CTemp a;  
　　a=b; //赋值运算符  
　　在这之前a已经通过默认构造函数构造完成。  
　　实例总结：  
　　重点:包含动态分配成员的类 应提供拷贝构造函数,并重载"="赋值操作符。  
　　以下讨论中将用到的例子:  
　　class CExample  
　　\{  
　　public:  
　　CExample()\{pBuffer=NULL; nSize=0;\}  
　　~CExample()\{delete pBuffer;\}  
　　void Init(int n)\{ pBuffer=new char\[n\]; nSize=n;\}  
　　private:  
　　char \*pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源  
　　int nSize;  
　　\};  
　　这个类的主要特点是包含指向其他资源的指针。  
　　pBuffer指向堆中分配的一段内存空间。  
　　**一、拷贝构造函数**  
　　调用拷贝构造函数1  
　　int main(int argc, char\* argv\[\])  
　　\{  
　　CExample theObjone;  
　　theObjone.Init(40);  
　　//现在需要另一个对象,需要将他初始化称对象一的状态  
　　CExample theObjtwo=theObjone;//拷贝构造函数  
　　...  
　　\}  
　　语句"CExample theObjtwo=theObjone;"用theObjone初始化theObjtwo。  
　　其完成方式是内存拷贝，复制所有成员的值。  
　　完成后，theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。  
　　即它们将指向同样的地方（地址空间），指针虽然复制了，但所指向的空间内容并没有复制，而是由两个对象共用了。这样不符合要求，对象之间不独立了，并为空间的删除带来隐患。  
　　所以需要采用必要的手段来避免此类情况。  
　　回顾以下此语句的具体过程:通过拷贝构造函数（系统默认的）创建新对象theObjtwo，并没有调用theObjtwo的构造函数（vs2005试验过）。  
　　可以在自定义的拷贝构造函数中添加输出的语句测试。  
　　注意：  
　　对于含有在自由空间分配的成员时，要使用深度复制，不应使用浅复制。  
　　调用拷贝构造函数2  
　　当对象直接作为参数传给函数时，函数将建立对象的临时拷贝，这个拷贝过程也将调同拷贝构造函数。  
　　例如  
　　BOOL testfunc(CExample obj);  
　　testfunc(theObjone); //对象直接作为参数。  
　　BOOL testfunc(CExample obj)  
　　\{  
　　//针对obj的操作实际上是针对复制后的临时拷贝进行的  
　　\}  
　　调用拷贝构造函数3  
　　当函数中的局部对象被被返回给函数调者时，也将建立此局部对象的一个临时拷贝，拷贝构造函数也将被调用  
　　CTest func()  
　　\{  
　　CTest theTest;  
　　return theTest  
　　\}  
　　**二、赋值符的重载**  
　　下面的代码与上例相似  
　　int main(int argc, char\* argv\[\])  
　　\{  
　　CExample theObjone;  
　　theObjone.Init(40);  
　　CExample theObjthree;  
　　theObjthree.Init(60);  
　　//现在需要一个对象赋值操作,被赋值对象的原内容被清除，并用右边对象的内容填充。  
　　theObjthree=theObjone;  
　　return 0;  
　　\}  
　　也用到了"="号，但与"一、"中的例子并不同，"一、"的例子中，"="在对象声明语句中，表示初始化。更多时候,这种初始化也可用括号表示。  
　　例如 CExample theObjone(theObjtwo);  
　　而本例子中，"="表示赋值操作。将对象theObjone的内容复制到对象theObjthree;，这其中涉及到对象theObjthree原有内容的丢弃，新内容的复制。  
　　但"="的缺省操作只是将成员变量的值相应复制。旧的值被自然丢弃。  
　　由于对象内包含指针，将造成不良后果:为了避免内存泄露，指针成员将释放指针所指向的空间，以便接受新的指针值，这正是由赋值运算符的特征所决定的。但如果是"x=x"即自己给自己赋值，会出现什么情况呢？x将释放分配给自己的内存，然后，从赋值运算符右边指向的内存中复制值时，发现值不见了。  
　　因此，包含动态分配成员的类除提供拷贝构造函数外，还应该考虑重载"="赋值操作符号。  
　　类定义变为:  
　　class CExample  
　　\{  
　　...  
　　CExample(const CExample&); //拷贝构造函数  
　　CExample& operator = (const CExample&); //赋值符重载  
　　...  
　　\};  
　　//赋值操作符重载  
　　CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides)  
　　\{  
　　nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员  
　　char \*temp=new char\[nSize\]; //复制指针指向的内容  
　　memcpy(temp, RightSides.pBuffer, nSize\*sizeof(char));  
　　delete \[\]pBuffer; //删除原指针指向内容 (将删除操作放在后面，避免X=X特殊情况下，内容的丢失)  
　　pBuffer=temp; //建立新指向  
　　return \*this  
　　\}  
　　**三、拷贝构造函数使用赋值运算符重载的代码。**  
　　CExample::CExample(const CExample& RightSides)  
　　\{  
　　pBuffer=NULL;  
　　\*this=RightSides //调用重载后的"="  
　　\}