C++构造函数/析构函数/拷贝构造函数/深拷贝浅拷贝解析

时间：2021-08-18 19:53:04

参考文献：C++中构造函数与析构函数的调用顺序

1.形参与实参

形参：是函数声明时的参数，只说明参数名和类型，不是实际的参数，不能真正使用。 
实参：运行时传给函数的参数，是实际的变量，形参在这时真正被分配空间，并复制了实参的值。

一个函数的实参在内存中有自己固定的内存，直到函数执行结束才释放内存。 而形参没有固定的内存，只在调用函数的时候有一个虚拟内存，等调用完毕就不再有内存。。他们的关系是在函数调用的时候，实参把值传给形参。 

2.构造函数

  1. 构造函数不能有返回值，函数名为类名。
  2. 缺省构造函数时，系统将自动调用该缺省构造函数初始化对象，缺省构造函数会将所有数据成员都初始化为零或空。缺省构造函数是不带参数的。
  3. 创建一个对象时，系统自动调用构造函数。

3.析构函数

析构函数没有参数，也没有返回值。不能重载，也就是说，一个类中只可能定义一个析构函数。如果一个类中没有定义析构函数，系统也会自动生成一个默认的析构函数，为空函数，什么都不做。调用条件：

  1. 在函数体内定义的对象，当函数执行结束时，该对象所在类的析构函数会被自动调用；（在一个函数中定义一个对象，当函数调用结束，则会自动调用析构函数来删除在这个函数体内创建的对象。包括主函数。）
  2. 用new运算符动态构建的对象，在使用delete运算符释放它时。

4.拷贝构造函数

拷贝构造函数实际上也是构造函数，具有一般构造函数的所有特性，其名字也与所属类名相同。拷贝构造函数中只有一个参数，这个参数是对某个同类对象的引用。
在三种情况下被调用：可参考：http://blog.csdn.net/bluescorpio/article/details/4322682

  1. 用类的一个已知的对象去初始化该类的另一个对象时。（初始化时用"A=B"，也可以用A(B)的形式。）
  2. 函数的形参是类的对象，调用函数进行形参和实参的结合时。（定义一个函数A，A函数的形参是类的对象，在另外一个函数B中调用这个函数A，实参将具体的对象传递给形参，这时候会调用拷贝构造函数。）
  3. 函数的返回值是类的对象，函数执行完返回调用者。（定义一个函数A，该函数的返回值是一个类的对象，在函数B中定义类的对象来接受函数A的返回，这个时候会调用拷贝构造函数。）

5.深拷贝与浅拷贝

浅拷贝

　　所谓浅拷贝，指的是在对象复制时，只是对对象中的数据成员进行简单的赋值，上面的例子都是属于浅拷贝的情况，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：

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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：

C++构造函数/析构函数/拷贝构造函数/深拷贝浅拷贝解析

   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，所以此时rect1.p和rect2.p具有相同的值，也即这两个指针指向了堆里的同一个空间，如下图所示：

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    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”。

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：

C++构造函数/析构函数/拷贝构造函数/深拷贝浅拷贝解析C++构造函数/析构函数/拷贝构造函数/深拷贝浅拷贝解析View Code 
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：

C++构造函数/析构函数/拷贝构造函数/深拷贝浅拷贝解析

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”。

总结：

拷贝构造函数中分为深拷贝和浅拷贝，一般情况下浅拷贝已经满足需求，但是当存在动态成员时，浅拷贝就不能满足需求了。比如一个对象中有指针成员，只是通过简单的浅拷贝，只能够让复制的对象指向同一片区域，而不是创建一片同样大小的区域。这就需要通过深拷贝来解决。

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