C++拷貝構造函數詳解

C++拷貝構造函數詳解

簡介

拷貝構造函數是C++獨有的一種特殊的構造函數，以同型對象初始化自我對象。

拷貝構造函數是一種特殊的構造函數，具備單個形參，該形參（經常使用const修飾）是對該類類型的引用。當定義一個新對象並用一個同類型的對象對它進行初始化時，將顯示使用拷貝構造函數。當該類型的對象傳遞給函數或從函數返回該類型的對象時，將隱式調用拷貝構造函數。

拷貝構造函數

拷貝構造函數是一種特殊的構造函數，它在建立對象時，是使用同一類中以前建立的對象來初始化新建立的對象。拷貝構造函數一般用於：

• 經過使用另外一個同類型的對象來初始化新建立的對象。
• 複製對象把它做爲參數傳遞給函數。
• 複製對象，並從函數返回這個對象。

若是用戶沒有定義拷貝構造函數，可是調用了拷貝構造函數，那麼編譯器會自動生成一個默認的拷貝構造函數。可是若是本身定義了拷貝構造函數，編譯器則不在生成。

最多見的形式以下：

classname (const classname& obj){
    // code here
}

下面對三種調用拷貝構造函數的狀況進行一一說明：

經過使用另外一個同類型的對象來初始化新建立的對象

#include <iostream>

using namespace std;

class Student {
public:
	Student();	// default構造函數
	Student(const Student& obj);	// 拷貝構造函數

	int getNumber();

private:
	int number;
};

// 定義默認構造函數
Student::Student(){
	this->number = 0;
	cout << "default constructor" << endl;
}

// 定義拷貝構造函數
Student::Student(const Student& obj) {
	this->number = obj.number;
	cout << "copy constructor" << endl;

}

int Student::getNumber() {
	return this->number;
}

int main(){

	Student s1;		  // 調用默認構造函數
	Student s2(s1);	  // 調用拷貝構造函數
	Student s3 = s2;  // 調用拷貝構造函數
	cout << s1.getNumber() << endl;
	cout << s2.getNumber() << endl;
	cout << s3.getNumber();

	return 0;
}


/*

Output

default constructor
copy constructor
copy constructor
0
0
0

*/

這裏建立了三個對象，s1 s2 s3。

s1是調用了默認的構造函數，number爲0。

s2是調用了拷貝構造函數，傳入了s1，複製了s1的number，輸出了"copy constructor"。

s3的建立是一種特殊的調用拷貝構造函數的方法。注意，若是有一個新對象被建立，那麼必定會調用構造函數。這裏就是傳入了s2到咱們定義的拷貝構造函數裏。

可見，經過使用另外一個同類型的對象來初始化新建立的對象，拷貝構造函數的用處是很明顯的。

複製對象把它做爲參數傳遞給函數

拷貝構造函數是一個很是重要的函數，其之因此重要，是由於它定義了一個對象如何以值傳遞給函數。

試想以下代碼：

#include <iostream>

using namespace std;

class Student {
public:
	Student();	// default構造函數
	Student(const Student& obj);	// 拷貝構造函數

	int getNumber();

private:
	int number;
};

// 定義默認構造函數
Student::Student(){
	this->number = 0;
    cout << "default constructor" << endl;
}

// 定義拷貝構造函數
Student::Student(const Student& obj) {
	this->number = obj.number;
    cout << "copy constructor" << endl;
}

int Student::getNumber() {
	return this->number;
}

// 輸出某個對象的number
void showNumber(Student a) {
	cout << a.getNumber();
}

int main(){
	Student s;  // 調用默認構造函數
	showNumber(s);

	return 0;
}

你認爲輸出結果會是什麼？首先確定會輸出一個"default constructor"，由於s的默認構造函數輸出了該字符串。那麼，showNumber()會輸出什麼呢？正確的輸出是：

default constructor
copy constructor
0

這就回到了咱們開頭的那句話，拷貝構造函數定義了一個對象如何以值傳遞給函數。

在函數showNumber()中，參數a是以值傳遞的方式傳入的。因此主函數中調用showNumber()時，對象s被複制到了形參a當中。這個複製操做是經過調用了拷貝構造函數完成的，因此調用了自身的拷貝構造函數，天然會輸出一遍"copy constructor"。

至關於執行了這樣一個操做

Student a(s);

等待showNumber()結束以後，再析構a這個對象。

這也就是爲何傳遞用戶自定類型一般用引用傳遞，同時也解釋了，爲何拷貝構造函數傳參爲何是引用傳參？

設想，若是拷貝構造函數這麼寫，會發生什麼？

Student (const Student obj);

假設有個Student對象s。我值傳遞s進入了拷貝構造函數，那麼按照以前所說，編譯器會去申請一個空間給形參obj，同時調用自身的拷貝構造函數把s的數據成員的值傳給obj。可是這個調用拷貝構造函數的過程，又是一個值傳遞，又須要開闢一個空間....

因此，只要以值傳遞的方式調用拷貝構造函數，就會申請空間，申請空間的過程當中又會申請空間，又申請空間的過程又又申請空間。如此往復，會陷入無限套娃的死循環。

因此拷貝構造函數必定不能是值傳遞。

複製對象，並從函數返回這個對象

返回類型爲類對象的函數，若是返回類型不是引用，在執行return時，會建立一個臨時對象，並調用拷貝構造函數給這個臨時對象賦值。

#include <iostream>

using namespace std;

class Student {
public:
	Student();	// default構造函數
	Student(const Student& obj);	// 拷貝構造函數

	int getNumber();

private:
	int number;
};

// 定義默認構造函數
Student::Student(){
	this->number = 0;
    cout << "default constructor" << endl;
}

// 定義拷貝構造函數
Student::Student(const Student& obj) {
	this->number = obj.number;
    cout << "copy constructor" << endl;
}

int Student::getNumber() {
	return this->number;
}

Student returnS() {
	Student s;
	return s;
}

int main(){
	cout << returnS().getNumber();
	return 0;
}

// output
/*

default constructor
copy constructor
0

*/

咱們在函數returnS()中，建立了局部對象s。s在建立的時候，調用了默認的構造函數，輸出"default constructor"。然而在return的時候，調用了拷貝構造函數，建立了一個看不見的對象，因此再次輸出"copy constructor"。

因此，咱們能夠經過返回類對象的引用，這樣就會返回現存對象，而不是臨時建立的對象。（固然，局部變量是不能夠引用傳回的，臨時變量在函數結束時銷燬，引用爲空）