深入C++的拷贝构造和赋值函数 （深拷贝，浅拷贝）

时间：2021-11-30 22:27:07

参考了：点击打开链接以及《高质量程序设计指南C++/C语言》

说明

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数。相同类型的类对象是通过拷贝构造函数来完成整个复制过程的。

函数的名称必须和类名称一致。

它的参数是唯一的，该参数是const类型的引用变量。例如

类X的拷贝构造函数的形式为X(X& x)。

Q：为啥拷贝构造函数的参数必须是同类对象的引用，而不能是值传递？

请看下面的例子：

class A{
public:
  A(A copy); //(1)
  A(const& other); //(2)
//  ...
};
A a1;
A a2 = a1;

一：如果拷贝构造函数允许值传递，那么就会与引用传递产生二义性。程序无法判断该调用（1）还是（2）。

二：（1）形式的拷贝构造函数实际上是非法的。这个拷贝构造函数在参数传递的过程中要调用拷贝构造函数本身，值传递又得调用拷贝构造函数本身，于是乎就陷入了无限递归之中。即会一直copy下去，因此，A(A copy）语法错误，在c++中不允许。


使用

当类的对象需要拷贝时，拷贝构造函数将会被调用。以下情况都会调用拷贝构造函数：
一个对象以值传递的方式传入函数体
一个对象以值传递的方式从函数返回
一个对象需要通过另外一个对象进行初始化。

如果在类中没有显式地声明一个拷贝构造函数，那么，编译器将会自动生成一个默认的拷贝构造函数，该构造函数完成对象之间的浅拷贝。


拷贝构造函数 vs 拷贝赋值函数

拷贝赋值函数参数跟拷贝构造函数相同，两者的区别在于：

构造函数是对象创建并用另一个已经存在的对象来初始化它。

赋值函数只能把一个对象赋值给另一个已经存在的对象。

A a1(“hi”);
A a2(“hello”)
A a3(a1);  //<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">调用构造函数</span>
a3 = a2;  //调用赋值函数
区别一目了然。


浅拷贝 vs 深拷贝

深拷贝和浅拷贝可以简单理解为：

如果一个类拥有资源，当这个类的对象发生复制过程的时候，资源重新分配，这个过程就是深拷贝。

反之，没有重新分配资源，只是对对象中的数据成员进行简单的赋值，就是浅拷贝。默认拷贝构造函数执行的也是浅拷贝。

下面举个深拷贝的例子。

#include <iostream>
using namespace std;
class CA{
　public:
　　CA(intb,char* cstr){
　　　a=b;
　　　str=newchar[b];
　　　strcpy(str,cstr);
　　}
　　CA(constCA& C){
　　　a=C.a;
　　　str=newchar[a]; //深拷贝
　　　if(str!=0)
　　　　strcpy(str,C.str);
　　}
　　voidShow(){
　　　cout<<str<<endl;
　　}
　　~CA(){
　　　deletestr;
　　}
　private:
　　int a;
　　char *str;
};
int main(){
　CAA(10,"Hello!");
　CA B=A;
　B.Show();
　return 0;
}

Q：有了浅拷贝，为啥还出现了深拷贝呢？

在某些状况下，类内成员变量需要动态开辟堆内存，如果实行浅拷贝，也就是把对象里的值完全复制给另一个对象，如A=B。这时，错误就来了。

废话少说，挣个有用的。

class Test{
public:
  Test(const char *str = "");//构造函数
  Test(const Test& copy);       //拷贝构造函数
  Test& operator = (const Test& assign);       //拷贝构造函数
  ~Test();      //析构函数
private:
  size_t m_size; //字符串的长度
  char *m_data;  //字符串指针
} ;
以类Test的两个对象a、b为例，假设a.m_data的内容为“hi”，a.m_data的内容为“hello”。
i、将a赋值给b，即b.m_data = a.m_data。这就会造成错误，如下图所示：

深入C++的拷贝构造和赋值函数 （深拷贝，浅拷贝）

1、b.m_data 原有内存没有释放，造成内存泄露。

2、b.m_data 和 a.m_data指向了同一块内存，任何一方变动都会影响另一方。

3、对象析构时，m_data析构了两次。

ii、拷贝构造也是同样的道理

两个成员变量指针也指向同一块内存。当B把内存释放了（如：析构），这时A内的指针就是野指针了，出现运行错误。


下面给出一种比较靠谱的实现：

  Test(const char *str = ""){
    if(!str){
      m_data = new char[1];
      *m_data = '\0';
      m_size = 0;
    }else{
      int len = strlen(str);
      m_data = new char[len+1];
      strcpy(m_data,str);
      m_size = len;
    }
  }
  Test(const Test& copy){
    int len = strlen(copy.m_data);
    m_data = new char[len+1];//深拷贝
    strcpy(m_data,copy.m_data);
    m_size = len;
  }
  Test& operator = (const Test& assign){
    if(this != assign){
      int len = strlen(assign.m_data);
      char *temp = new char[len+1];//深拷贝
      strcpy(temp,assign.m_data);
      delete [] m_data;
      m_data = temp;
      m_size = len;
      temp = NULL;
    }
    return *this;
  }
  ~Test(){
    delete [] m_data;
  }

欢迎大家交流心得！


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