一. 什么是拷貝構(gòu)造函數(shù)

首先對于普通類型的對象來說，它們之間的復(fù)制是很簡單的，例如：

[c-sharp]?view plaincopy

int?a?=?100;??

int?b?=?a; ??

而類對象與普通對象不同，類對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜，存在各種成員變量。
下面看一個(gè)類對象拷貝的簡單例子。

[c-sharp]?view plaincopy

#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;?//注意這里的對象初始化要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，而非賦值??

????　?B.Show?();??

????　return?0;??

} ?

運(yùn)行程序，屏幕輸出100。從以上代碼的運(yùn)行結(jié)果可以看出，系統(tǒng)為對象 B 分配了內(nèi)存并完成了與對象 A 的復(fù)制過程。就類對象而言，相同類型的類對象是通過拷貝構(gòu)造函數(shù)來完成整個(gè)復(fù)制過程的。

下面舉例說明拷貝構(gòu)造函數(shù)的工作過程。

[c-sharp]?view plaincopy

#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;??

} ??

CExample(const CExample& C)　就是我們自定義的拷貝構(gòu)造函數(shù)。可見，拷貝構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，函數(shù)的名稱必須和類名稱一致，它必須的一個(gè)參數(shù)是本類型的一個(gè)引用變量。

?

二. 拷貝構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用時(shí)機(jī)

在C++中，下面三種對象需要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)！
1. 對象以值傳遞的方式傳入函數(shù)參數(shù)

[c-sharp]?view plaincopy

class?CExample???

{??

private:??

?int?a;??

??

public:??

?//構(gòu)造函數(shù)??

?CExample(int?b)??

?{???

??a?=?b;??

??cout<<"creat:?"<<a<<endl;??

?}??

??

?//拷貝構(gòu)造??

?CExample(const?CExample&?C)??

?{??

??a?=?C.a;??

??cout<<"copy"<<endl;??

?}??

???

?//析構(gòu)函數(shù)??

?~CExample()??

?{??

??cout<<?"delete:?"<<a<<endl;??

?}??

??

?????void?Show?()??

?{??

?????????cout<<a<<endl;??

?????}??

};??

??

//全局函數(shù)，傳入的是對象??

void?g_Fun(CExample?C)??

{??

?cout<<"test"<<endl;??

}??

??

int?main()??

{??

?CExample?test(1);??

?//傳入對象??

?g_Fun(test);??

??

?return?0;??

} ?

調(diào)用g_Fun()時(shí)，會(huì)產(chǎn)生以下幾個(gè)重要步驟：
(1).test對象傳入形參時(shí)，會(huì)先會(huì)產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)變量，就叫 C 吧。
(2).然后調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)把test的值給C。 整個(gè)這兩個(gè)步驟有點(diǎn)像：CExample C(test);
(3).等g_Fun()執(zhí)行完后, 析構(gòu)掉 C 對象。

?

2. 對象以值傳遞的方式從函數(shù)返回

[c-sharp]?view plaincopy

class?CExample???

{??

private:??

?int?a;??

??

public:??

?//構(gòu)造函數(shù)??

?CExample(int?b)??

?{???

??a?=?b;??

?}??

??

?//拷貝構(gòu)造??

?CExample(const?CExample&?C)??

?{??

??a?=?C.a;??

??cout<<"copy"<<endl;??

?}??

??

?????void?Show?()??

?????{??

?????????cout<<a<<endl;??

?????}??

};??

??

//全局函數(shù)??

CExample?g_Fun()??

{??

?CExample?temp(0);??

?return?temp;??

}??

??

int?main()??

{??

?g_Fun();??

?return?0;??

} ?

當(dāng)g_Fun()函數(shù)執(zhí)行到return時(shí)，會(huì)產(chǎn)生以下幾個(gè)重要步驟：
(1). 先會(huì)產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)變量，就叫XXXX吧。
(2). 然后調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)把temp的值給XXXX。整個(gè)這兩個(gè)步驟有點(diǎn)像：CExample XXXX(temp);
(3). 在函數(shù)執(zhí)行到最后先析構(gòu)temp局部變量。
(4). 等g_Fun()執(zhí)行完后再析構(gòu)掉XXXX對象。

?

3. 對象需要通過另外一個(gè)對象進(jìn)行初始化；

[c-sharp]?view plaincopy

CExample?A(100);??

CExample?B?=?A;???

//?CExample?B(A); ??

后兩句都會(huì)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。

?

三. 淺拷貝和深拷貝

1. 默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)

??? 很多時(shí)候在我們都不知道拷貝構(gòu)造函數(shù)的情況下，傳遞對象給函數(shù)參數(shù)或者函數(shù)返回對象都能很好的進(jìn)行，這是因?yàn)榫幾g器會(huì)給我們自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)，這就是“默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)”，這個(gè)構(gòu)造函數(shù)很簡單，僅僅使用“老對象”的數(shù)據(jù)成員的值對“新對象”的數(shù)據(jù)成員一一進(jìn)行賦值，它一般具有以下形式：

?

[c-sharp]?view plaincopy

Rect::Rect(const?Rect&?r)??

{??

????width?=?r.width;??

????height?=?r.height;??

}??

?
??? 當(dāng)然，以上代碼不用我們編寫，編譯器會(huì)為我們自動(dòng)生成。但是如果認(rèn)為這樣就可以解決對象的復(fù)制問題，那就錯(cuò)了，讓我們來考慮以下一段代碼：

[c-sharp]?view plaincopy

class?Rect??

{??

public:??

????Rect()??????//?構(gòu)造函數(shù)，計(jì)數(shù)器加1??

????{??

????????count++;??

????}??

????~Rect()?????//?析構(gòu)函數(shù)，計(jì)數(shù)器減1??

????{??

????????count--;??

????}??

????static?int?getCount()???????//?返回計(jì)數(shù)器的值??

????{??

????????return?count;??

????}??

private:??

????int?width;??

????int?height;??

????static?int?count;???????//?一靜態(tài)成員做為計(jì)數(shù)器??

};??

??

int?Rect::count?=?0;????????//?初始化計(jì)數(shù)器??

??

int?main()??

{??

????Rect?rect1;??

????cout<<"The?count?of?Rect:?"<<Rect::getCount()<<endl;??

??

????Rect?rect2(rect1);???//?使用rect1復(fù)制rect2，此時(shí)應(yīng)該有兩個(gè)對象??

?????cout<<"The?count?of?Rect:?"<<Rect::getCount()<<endl;??

??

????return?0;??

}??

?

　　這段代碼對前面的類，加入了一個(gè)靜態(tài)成員，目的是進(jìn)行計(jì)數(shù)。在主函數(shù)中，首先創(chuàng)建對象rect1，輸出此時(shí)的對象個(gè)數(shù)，然后使用rect1復(fù)制出對象rect2，再輸出此時(shí)的對象個(gè)數(shù)，按照理解，此時(shí)應(yīng)該有兩個(gè)對象存在，但實(shí)際程序運(yùn)行時(shí)，輸出的都是1，反應(yīng)出只有1個(gè)對象。此外，在銷毀對象時(shí)，由于會(huì)調(diào)用銷毀兩個(gè)對象，類的析構(gòu)函數(shù)會(huì)調(diào)用兩次，此時(shí)的計(jì)數(shù)器將變?yōu)樨?fù)數(shù)。

說白了，就是拷貝構(gòu)造函數(shù)沒有處理靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。

出現(xiàn)這些問題最根本就在于在復(fù)制對象時(shí)，計(jì)數(shù)器沒有遞增，我們重新編寫拷貝構(gòu)造函數(shù)，如下：

[c-sharp]?view plaincopy

class?Rect??

{??

public:??

????Rect()??????//?構(gòu)造函數(shù)，計(jì)數(shù)器加1??

????{??

????????count++;??

????}??

????Rect(const?Rect&?r)???//?拷貝構(gòu)造函數(shù)??

????{??

????????width?=?r.width;??

????????height?=?r.height;??

????????count++;??????????//?計(jì)數(shù)器加1??

????}??

????~Rect()?????//?析構(gòu)函數(shù)，計(jì)數(shù)器減1??

????{??

????????count--;??

????}??

????static?int?getCount()???//?返回計(jì)數(shù)器的值??

????{??

????????return?count;??

????}??

private:??

????int?width;??

????int?height;??

????static?int?count;???????//?一靜態(tài)成員做為計(jì)數(shù)器??

};??

?

2. 淺拷貝

??? 所謂淺拷貝，指的是在對象復(fù)制時(shí)，只對對象中的數(shù)據(jù)成員進(jìn)行簡單的賦值，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，但是一旦對象存在了動(dòng)態(tài)成員，那么淺拷貝就會(huì)出問題了，讓我們考慮如下一段代碼：

[c-sharp]?view plaincopy

class?Rect??

{??

public:??

????Rect()??????//?構(gòu)造函數(shù)，p指向堆中分配的一空間??

????{??

????????p?=?new?int(100);??

????}??

????~Rect()?????//?析構(gòu)函數(shù)，釋放動(dòng)態(tài)分配的空間??

????{??

????????if(p?!=?NULL)??

????????{??

????????????delete?p;??

????????}??

????}??

private:??

????int?width;??

????int?height;??

????int?*p;?????//?一指針成員??

};??

??

int?main()??

{??

????Rect?rect1;??

????Rect?rect2(rect1);???//?復(fù)制對象??

????return?0;??

}??

?

??? 在這段代碼運(yùn)行結(jié)束之前，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)運(yùn)行錯(cuò)誤。原因就在于在進(jìn)行對象復(fù)制時(shí)，對于動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)容沒有進(jìn)行正確的操作。我們來分析一下：

??? 在運(yùn)行定義rect1對象后，由于在構(gòu)造函數(shù)中有一個(gè)動(dòng)態(tài)分配的語句，因此執(zhí)行后的內(nèi)存情況大致如下：

?

?

??? 在使用rect1復(fù)制rect2時(shí)，由于執(zhí)行的是淺拷貝，只是將成員的值進(jìn)行賦值，這時(shí)?rect1.p?= rect2.p，也即這兩個(gè)指針指向了堆里的同一個(gè)空間，如下圖所示：

?

當(dāng)然，這不是我們所期望的結(jié)果，在銷毀對象時(shí)，兩個(gè)對象的析構(gòu)函數(shù)將對同一個(gè)內(nèi)存空間釋放兩次，這就是錯(cuò)誤出現(xiàn)的原因。我們需要的不是兩個(gè)p有相同的值，而是兩個(gè)p指向的空間有相同的值，解決辦法就是使用“深拷貝”。

3. 深拷貝

??? 在“深拷貝”的情況下，對于對象中動(dòng)態(tài)成員，就不能僅僅簡單地賦值了，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：

[c-sharp]?view plaincopy

class?Rect??

{??

public:??

????Rect()??????//?構(gòu)造函數(shù)，p指向堆中分配的一空間??

????{??

????????p?=?new?int(100);??

????}??

????Rect(const?Rect&?r)??

????{??

????????width?=?r.width;??

????????height?=?r.height;??

????????p?=?new?int;????//?為新對象重新動(dòng)態(tài)分配空間??

????????*p?=?*(r.p);??

????}??

????~Rect()?????//?析構(gòu)函數(shù)，釋放動(dòng)態(tài)分配的空間??

????{??

????????if(p?!=?NULL)??

????????{??

????????????delete?p;??

????????}??

????}??

private:??

????int?width;??

????int?height;??

????int?*p;?????//?一指針成員??

};??

?

此時(shí)，在完成對象的復(fù)制后，內(nèi)存的一個(gè)大致情況如下：

?

此時(shí)rect1的p和rect2的p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”。

?

3. 防止默認(rèn)拷貝發(fā)生

??? 通過對對象復(fù)制的分析，我們發(fā)現(xiàn)對象的復(fù)制大多在進(jìn)行“值傳遞”時(shí)發(fā)生，這里有一個(gè)小技巧可以防止按值傳遞——聲明一個(gè)私有拷貝構(gòu)造函數(shù)。甚至不必去定義這個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)，這樣因?yàn)榭截悩?gòu)造函數(shù)是私有的，如果用戶試圖按值傳遞或函數(shù)返回該類對象，將得到一個(gè)編譯錯(cuò)誤，從而可以避免按值傳遞或返回對象。

[c-sharp]?view plaincopy

//?防止按值傳遞??

class?CExample???

{??

private:??

????int?a;??

??

public:??

????//構(gòu)造函數(shù)??

????CExample(int?b)??

????{???

????????a?=?b;??

????????cout<<"creat:?"<<a<<endl;??

????}??

??

private:??

????//拷貝構(gòu)造，只是聲明??

????CExample(const?CExample&?C);??

??

public:??

????~CExample()??

????{??

????????cout<<?"delete:?"<<a<<endl;??

????}??

??

????void?Show?()??

????{??

????????cout<<a<<endl;??

????}??

};??

??

//全局函數(shù)??

void?g_Fun(CExample?C)??

{??

????cout<<"test"<<endl;??

}??

??

int?main()??

{??

????CExample?test(1);??

????//g_Fun(test);?按值傳遞將出錯(cuò)??

??????

????return?0;??

}???

?

?

四. 拷貝構(gòu)造函數(shù)的幾個(gè)細(xì)節(jié)

1. 拷貝構(gòu)造函數(shù)里能調(diào)用private成員變量嗎?
解答：這個(gè)問題是在網(wǎng)上見的，當(dāng)時(shí)一下子有點(diǎn)暈。其時(shí)從名子我們就知道拷貝構(gòu)造函數(shù)其時(shí)就是一個(gè)特殊的構(gòu)造函數(shù)，操作的還是自己類的成員變量，所以不受private的限制。

2. 以下函數(shù)哪個(gè)是拷貝構(gòu)造函數(shù),為什么?

[c-sharp]?view plaincopy

X::X(const?X&);??????

X::X(X);??????

X::X(X&,?int?a=1);??????

X::X(X&,?int?a=1,?int?b=2);??

解答：對于一個(gè)類X, 如果一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的第一個(gè)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(rèn)值,那么這個(gè)函數(shù)是拷貝構(gòu)造函數(shù).

?

[c-sharp]?view plaincopy

X::X(const?X&);??//是拷貝構(gòu)造函數(shù)??????

X::X(X&,?int=1);?//是拷貝構(gòu)造函數(shù)?????

X::X(X&,?int?a=1,?int?b=2);?//當(dāng)然也是拷貝構(gòu)造函數(shù)??

?

?

3. 一個(gè)類中可以存在多于一個(gè)的拷貝構(gòu)造函數(shù)嗎?
解答：類中可以存在超過一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)。

[c-sharp]?view plaincopy

class?X?{???

public:?????????

??X(const?X&);??????//?const?的拷貝構(gòu)造??

??X(X&);????????????//?非const的拷貝構(gòu)造??

}; ?

注意,如果一個(gè)類中只存在一個(gè)參數(shù)為 X& 的拷貝構(gòu)造函數(shù),那么就不能使用const X或volatile X的對象實(shí)行拷貝初始化.

?

[c-sharp]?view plaincopy

class?X?{??????

public:??

??X();??????

??X(X&);??

};??????

??

const?X?cx;??????

X?x?=?cx;????//?error ?

如果一個(gè)類中沒有定義拷貝構(gòu)造函數(shù),那么編譯器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)。
這個(gè)默認(rèn)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(gè)。

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/hustcser/p/4092488.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[016]转--C++拷贝构造函数详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。