C++ 拷貝構造函數和賦值構造函數

時間 2019-11-12

標籤 c++ 拷貝構造函數賦值欄目 C&C++ 简体版

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轉自：http://blog.chinaunix.net/uid-28662931-id-3496326.htmlhtml

1、拷貝構造函數

int main(int argc, char * argv[])  
{  
     CExample A;  
     A.Init40);  
      
     CExample B=A; //把B初始化爲A的副本  
     ...  
}

B = A ; 此語句的具體過程:首先創建對象theObjtwo，並調用其構造函數，而後成員被拷貝。
語句"CExample B=A;" 用 A 初始化 B。其完成方式是內存拷貝，複製全部成員的值。完成後，A.pBuffer = B.pBuffer, 即它們將指向一樣的地方，指針雖然複製了，但所指向的空間並無複製，而是由兩個對象共用了。這樣不符合要求，對象之間不獨立了，併爲空間的刪除帶來隱患。因此須要採用必要的手段(拷貝構造函數)來避免此類狀況。
ide

拷貝構造函數的格式爲 : 構造函數名(對象的引用) 提供了拷貝構造函數後的CExample類定義爲:
函數

class CExample  
{  
public :  
     CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}  //構造函數  
     ~CExample(){delete pBuffer;}   // 析構函數  
     CExample(const CExample&); //拷貝構造函數  
    void Init(int n){ pBuffer=new char [n]; nSize=n;}  
private :  
    char *pBuffer; //類的對象中包含指針,指向動態分配的內存資源  
    int nSize;  
};  
  
 //拷貝構造函數的定義  
CExample::CExample(const CExample& RightSides)  
{  
     nSize=RightSides.nSize;    //複製常規成員  
     pBuffer=new char [nSize];    //複製指針指向的內容  
     memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof (char ));  
}

這樣，定義新對象，並用已有對象初始化新對象時，即執行語句「CExample B=A; 」時，CExample(const CExample& RightSides)將被調用，而已有對象用別名RightSides傳給構造函數，以用來做複製。原則上，應該爲全部包含動態分配成員的類都提供拷貝構造函數。ui

拷貝函數被調用的狀況有：
1，定義新對象，並用已有對象初始化新對象時；即執行語句「CExample B=A; 」時（定義對象時使用賦值初始化）；
2，當對象直接做爲參數傳給函數時，函數將創建對象的臨時拷貝，這個拷貝過程也將調同拷貝構造函數。
this

BOOL testfunc(CExample obj)  
{  
   //針對obj的操做其實是針對複製後的臨時拷貝進行的  
}  
testfunc(theObjone); //對象直接做爲參數，拷貝函數將被調用；

3，當函數中的局部對象被返回給函數調者時，也將創建此局部對象的一個臨時拷貝，拷貝構造函數也將被調用；spa

 CTest func()  
{  
   CTest   theTest;  
   return   theTest  
}

2、賦值符的重載.net

iint main(int argc, char * argv[])  
{  
     CExample A;  
     A.Init(40);  
      
     CExample C;  
     C.Init(60);  
  
     //如今須要一個對象賦值操做,被賦值對象的原內容被清除，並用右邊對象的內容填充。  
     C = A;  
    return 0;  
}

用到了"="號，但與上面的例子中語句「 CExample B=A; 」不一樣「 CExample B=A; 」語句中的 "=" 在對象聲明語句中，表示初始化。更多時候,這種初始化也可用括號表示。例CExample B(A);

而本例子中，"=" 表示賦值操做。將對象 A 的內容複製到對象C;，這其中涉及到對象C 原有內容的丟棄，新內容的複製。但"="的缺省操做只是將成員變量的值相應複製。舊的值被天然丟棄。因爲對象內包含指針，將形成不良後果:指針的值被丟棄了，但指針指向的內容並未釋放。指針的值被複制了，但指針所指內容並未複製。所以，包含動態分配成員的類除提供拷貝構造函數外，還應該考慮重載"="賦值操做符號。 unix

類定義變爲:指針

class CExample  
{  
public :  
     CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}  //構造函數  
     ~CExample(){delete pBuffer;}   // 析構函數  
     CExample(const CExample&); //拷貝構造函數  
     CExample& operator = (const CExample&); //賦值符重載  
    void Init(int n){ pBuffer=new char [n]; nSize=n;}  
private :  
    char *pBuffer; //類的對象中包含指針,指向動態分配的內存資源  
    int nSize;  
};  
//賦值操做符重載  
CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides)  
{  
     nSize=RightSides.nSize; //複製常規成員  
    char *temp=new char [nSize]; //複製指針指向的內容   
     memcpy(temp,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof (char ));  
  
    delete []pBuffer; //刪除原指針指向內容   (將刪除操做放在後面，避免X=X特殊狀況下，內容的丟失)  
     pBuffer=temp;    //創建新指向  
    return *this   
}

3、拷貝構造函數使用賦值運算符重載的代碼code

   一、爲何要有拷貝構造函數，它跟構造函數有什麼區別？
答：拷貝構造函數其實也是構造函數，只不過它的參數是const 的類自身的對象的引用。若是類裏面沒有指針成員（該指針成員指向動態申請的空間），是沒有必要編寫拷貝構造函數的。    咱們知道，若是有一個類CObj，它已經產生了一個對象ObjA，如今又用CObj去建立ObjB，若是程序中使用語句ObjB = ObjA; 也就是說直接使用ObjA的數據給ObjB賦值。這對於通常的類，沒有任何問題，可是若是CObj裏面有個char * pStr的成員，用來存放動態申請的字符串的地址，在ObjA中使用new 方法動態申請了內存並讓ObjA.pStr指向該申請的空間，在OjbB = OjbA以後，ObjA.pStr和ObjB.pStr將同時指向那片空間，這樣到致使了誰也不知道到底該由誰來負責釋放那塊空間，頗有可能致使同一塊內存被釋放兩次。    使用拷貝構造函數，先申請ObjA.pStr所指向的空間大小的空間，而後將空間內容拷貝過來，這樣就不會同時指向同一塊內存，各自有各自申請的內存，各自負責釋放各自申請的內存，從而解決了剛纔的問題。因此這裏的「拷貝」拷貝的是動態申請的空間的內容，而不是類自己的數據。另外注意到，拷貝構造函數的參數是對象的引用，而不是對象的指針。至於爲何要用引用，不可以用指針暫時尚未搞明白，等搞明白了再說。
二、爲何要對=賦值操做符進行重載？
   答：接上面的例子，用戶在使用語句ObjB = ObjA的時候，或許ObjB的pStr已經指向了動態申請的空間，若是直接簡單將其指向的地址覆蓋，就會致使內存泄露，因此須要對=賦值操做符進行重載，在重載函數中判斷pStr若是已經指向了動態申請的空間，就先將其釋放。
三、拷貝構造函數和=賦值操做符重載的關係。
   答：從原文的例子中能夠看出，=賦值操做符重載比拷貝構造函數作得要多，它除了完成拷貝構造函數所完成的拷貝動態申請的內存的數據以外，還釋放了本來本身申請的內存空間。因此原文最後給出的拷貝構造函數的實現可使用=賦值操做符的重載來完成。
四、拷貝構造函數什麼時候被調用？
   a.對象的直接賦值也會調用拷貝構造函數  ；
    b.函數參數傳遞只要是按值傳遞也調用拷貝構造函數；
   c.函數返回只要是按值返回也調用拷貝構造函數。

4、拷貝構造函數和賦值運算符重載爲何要使用引用？

首先先說下基類和派生類的關係：
例如：

 class Derived：public Base  
  {  
           public：  
             .....  
           private：  
               .......  
   }；

首先，派生類對象的引用初始化基類引用。多態性的動態綁定中存在兩個條件：1，必須是virtual 函數（虛函數）；2，必須是經過基類的引用或基類的指針進行成員函數的調用。

因爲派生類中存在基類的成員，也就至關於一個派生類對象中包含了一個基類對象，因此能夠採用一個基類引用來綁定一個派生類對象。引用實質上是針對一塊內存區域，引用是一個標號，是這塊內存區域的一個名字，一個引用與一塊內存區域綁定，由於派生對象中存在基類部分，能夠認爲派生對象的區域中存在基類對象，這時可用基類的引用來代表這塊內存區域，即採用一個基類的別名來表示（綁定）這段內存區域，派生對象的地址（這段內存）以及內容都沒有發生改變，也沒有重現創造出一個新的對象，基類的引用仍是指向這個派生對象。對於指針的分析方式類似。所以能夠採用基類的引用綁定派生類對象。

可是如何實現派生類對象到基類的轉換呢？

這時候的轉換與前面的綁定存在很大的差異，由於這是從新分配一個基類對象，而再也不是引用問題，再也不是綁定問題，是依據一個派生類對象生成一個新的基類對象。由於派生類對象中存在一個基類對象基本的信息，徹底能夠生成一個基類對象，徹底將此過程看做是一個初始化或者賦值的問題。也就是採用派生類建立一個新的對象或者賦值一個對象。

    從上面的分析咱們能夠採用下面的形式來實現：
    Base(const Derived &);
     Base &operator=(const Derived &);

是在基類函數中採用構造函數基於派生類來重載一系列的構造函數，可是這也存在一個問題，若是存在不少派生類，這時候就要重載不少構造函數，這確定不是咱們須要的。

這時候咱們發現對於一個類而言，爲何複製構造函數和重載賦值操做符這麼重要了。由於這兩個函數都是接受一個基類的引用，根據前面的分析咱們知道一個基類引用徹底能夠綁定一個派生類的對象，而派生類對象中又包含了一個基類對象的基本信息。咱們可以實現一個從一個派生對象到基類的構造過程。
咱們用一個基類引用綁定一個派生對象，而後採用基類引用對基類成員進行訪問，完成了一個基類對象基本要素的填充操做，至關於完成了基類對象的建立，也就是構造問題。這樣也就能完成由派生類對象到基類對象的構造過程。

總結起來講了，由於在複製構造函數中，C++中的基類引用能夠綁定一個派生類的對象，若是在容許訪問的狀況下，採用基類引用能夠訪問基類的成員以及派生類的其餘成員，採用引用能夠複製派生類對象中基類成員的值到新建立的基類成員中，完成一個基類成員數據的填充操做，這時候一個完整的基類對象就建立完成了。

重載賦值操做符則是發生在使用一個派生對象來賦值一個基類對象時，這時候也是const基類引用綁定一個派生類對象，而後複製對應的基類成員到基類對象對於的成員中，完成一個基類對象成員的更新操做。

複製構造函數不只僅實現了同類型之間的初始化操做，同時也完成了採用一個派生類對象初始化一個基類對象的操做，重載賦值操做符實現了同類型之間的賦值操做，也完成了採用派生類對象賦值基類對象的操做。若是沒有這兩個函數的存在，也就不能完成派生類到基類的賦值和初始化操做。這也是爲何必定會存在這兩個函數的緣由。

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