C 拷貝建構函式詳解

2021-06-23 06:12:26 字數 3488 閱讀 3889

一. 什麼是拷貝建構函式

首先對於普通型別的物件來說,它們之間的複製是很簡單的,例如:

而類物件與普通物件不同,類物件內部結構一般較為複雜,存在各種成員變數。

下面看乙個類物件拷貝的簡單例子。

執行程式,螢幕輸出100。從以上**的執行結果可以看出,系統為物件 b 分配了記憶體並完成了與

物件 a 的複製過程。就類物件而言,相同型別的類物件是通過拷貝建構函式來完成整個複製過程的。

下面舉例說明拷貝建構函式的工作過程。

cexample(const cexample& c) 就是我們自定義的拷貝建構函式。可見,拷貝建構函式是一種特殊的

建構函式,函式的名稱必須和類名稱一致,它必須的乙個引數是本型別的乙個引用變數

二. 拷貝建構函式的呼叫時機

在c++中,下面三種物件需要呼叫拷貝建構函式!

1. 物件以值傳遞的方式傳入函式引數

呼叫g_fun()時,會產生以下幾個重要步驟:

(1).test物件傳入形參時,會先會產生乙個臨時變數,就叫 c 吧。

(2).然後呼叫拷貝建構函式把test的值給c。 整個這兩個步驟有點像:

cexample c(test);

(3).等g_fun()執行完後, 析構掉 c 物件。

2. 物件以值傳遞的方式從函式返回

當g_fun()函式執行到return時,會產生以下幾個重要步驟:

(1). 先會產生乙個臨時變數,就叫***x吧。

(2). 然後呼叫拷貝建構函式把temp的值給***x。整個這兩個步驟有點像:

cexample ***x(temp);

(3). 在函式執行到最後先析構temp區域性變數。

(4). 等g_fun()執行完後再析構掉***x物件。

3. 物件需要通過另外乙個物件進行初始化;

後兩句都會呼叫拷貝建構函式。

三. 淺拷貝和深拷貝

1. 預設拷貝建構函式

很多時候在我們都不知道拷貝建構函式的情況下,傳遞物件給函式引數或者函式返回物件都能

很好的進行,這是因為編譯器會給我們自動產生乙個拷貝建構函式,這就是「預設拷貝建構函式」

,這個建構函式很簡單,僅僅使用「老物件」的資料成員的值對「新物件」的資料成員一一進行賦

值,它一般具有以下形式:

當然,以上**不用我們編寫,編譯器會為我們自動生成。但是如果認為這樣就可以解決物件

的複製問題,那就錯了,讓我們來考慮以下一段**:

這段**對前面的類,加入了乙個靜態成員,目的是進行計數

。在主函式中,首先建立物件rect1,輸出此時的物件個數,然後使用rect1複製出物件rect2,

再輸出此時的物件個數,按照理解,此時應該有兩個物件存在,但實際程式執行時,輸出的都是1,

反應出只有1個物件。此外,在銷毀物件時,由於會呼叫銷毀兩個物件,類的析構函式會呼叫兩次,

此時的計數器將變為負數。

說白了,就是拷貝建構函式沒有處理靜態資料成員。

出現這些問題最根本就在於在複製物件時,計數器沒有遞增,我們

重新編寫拷貝建構函式,如下

2. 淺拷貝

所謂淺拷貝,指的是在物件複製時,只對物件中的資料成員進行簡單的賦值

,預設拷貝建構函式執行的也是淺拷貝。大多情況下「淺拷貝」已經能很好地

工作了,但是一旦物件存在了動態成員,那麼淺拷貝就會出問題了,讓我們考慮如下一段**:

在這段**執行結束之前,會出現乙個執行錯誤。原因就在於在進行物件複製時,對於動態分

配的內容沒有進行正確的操作。我們來分析一下:

在執行定義rect1物件後,由於在建構函式中有乙個動態分配的語句,因此執行後的記憶體情況大

致如下:

在使用rect1複製rect2時,由於執行的是淺拷貝,只是將成員的值進行賦值,這時rect1.p

= rect2.p,也即這兩個指標指向了堆裡的同乙個空間,如下圖所示:

當然,這不是我們所期望的結果,在銷毀物件時,兩個物件的析構函式將對同乙個記憶體空間釋放兩

次,這就是錯誤出現的原因。我們需要的不是兩個p有相同的值,而是兩個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,對於物件中動態成員,就不能僅僅簡單地賦值了,而應該重新動態分

配空間,如上面的例子就應該按照如下的方式進行處理:

此時,在完成物件的複製後,記憶體的乙個大致情況如下:

此時rect1的p和rect2的p各自指向一段記憶體空間,但它們指向的空間具有相同的內容,這就是所謂

的「深拷貝」。

3. 防止預設拷貝發生

通過對物件複製的分析,我們發現物件的複製大多在進行「值傳遞」時發生,這裡有乙個小技

巧可以防止按值傳遞——宣告乙個私有拷貝建構函式。甚至不必去定義這個拷貝建構函式,這樣因

為拷貝建構函式是私有的,如果使用者試圖按值傳遞或函式返回該類物件,將得到乙個編譯錯誤,從

而可以避免按值傳遞或返回物件。

四. 拷貝建構函式的幾個細節

1. 拷貝建構函式裡能呼叫private成員變數嗎?

解答:這個問題是在網上見的,當時一下子有點暈。其時從名子我們就知道拷貝建構函式其時就是

乙個特殊的建構函式,操作的還是自己類的成員變數,所以不受private的限制。

2. 以下函式哪個是拷貝建構函式,為什麼?

解答:對於乙個類x, 如果乙個建構函式的第乙個引數是下列之一:

a) x&

b) const x&

c) volatile x&

d) const volatile x&

且沒有其他引數或其他引數都有預設值,那麼這個函式是拷貝建構函式.

3. 乙個類中可以存在多於乙個的拷貝建構函式嗎?

解答:類中可以存在超過乙個拷貝建構函式。

注意,如果乙個類中只存在乙個引數為 x& 的拷貝建構函式,那麼就不能使用const x或volatile x的

物件實行拷貝初始化.

如果乙個類中沒有定義拷貝建構函式,那麼編譯器會自動產生乙個預設的拷貝建構函式。

這個預設的引數可能為 x::x(const x&)或x::x(x&),由編譯器根據上下文決定選擇哪乙個。

C 拷貝建構函式詳解

一.什麼是拷貝建構函式 首先對於普通型別的物件來說,它們之間的複製是很簡單的,例如 int a 100 int b a 而類物件與普通物件不同,類物件內部結構一般較為複雜,存在各種成員變數。下面看乙個類物件拷貝的簡單例子。include using namespace std class cexam...

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一.什麼是拷貝建構函式 首先對於普通型別的物件來說,它們之間的複製是很簡單的,例如 int a 100 int b a 而類物件與普通物件不同,類物件內部結構一般較為複雜,存在各種成員變數。下面看乙個類物件拷貝的簡單例子。include using namespace std class cexam...

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