在C++中,下面三種對象需要調用拷貝構造函數!
1. 對象以值傳遞的方式傳入函數參數
調用g_Fun()時,會產生以下幾個重要步驟:
(1).test對象傳入形參時,會先會產生一個臨時變量,就叫 C 吧。
(2).然後調用拷貝構造函數把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 對象。
2. 對象以值傳遞的方式從函數返回
當g_Fun()函數執行到return時,會產生以下幾個重要步驟:
(1). 先會產生一個臨時變量,就叫XXXX吧。
(2). 然後調用拷貝構造函數把temp的值給XXXX。整個這兩個步驟有點像:CExample XXXX(temp);
(3). 在函數執行到最後先析構temp局部變量。
(4). 等g_Fun()執行完後再析構掉XXXX對象。
3. 對象需要通過另外一個對象進行初始化;
後兩句都會調用拷貝構造函數。
三. 淺拷貝和深拷貝
1. 默認拷貝構造函數
很多時候在我們都不知道拷貝構造函數的情況下,傳遞對象給函數參數或者函數返回對象都能很好的進行,這是因爲編譯器會給我們自動產生一個拷貝構造函數,這就是“默認拷貝構造函數”,這個構造函數很簡單,僅僅使用“老對象”的數據成員的值對“新對象”的數據成員一一進行賦值,它一般具有以下形式:
當然,以上代碼不用我們編寫,編譯器會爲我們自動生成。但是如果認爲這樣就可以解決對象的複製問題,那就錯了,讓我們來考慮以下一段代碼:
這段代碼對前面的類,加入了一個靜態成員,目的是進行計數。在主函數中,首先創建對象rect1,輸出此時的對象個數,然後使用rect1複製出對象rect2,再輸出此時的對象個數,按照理解,此時應該有兩個對象存在,但實際程序運行時,輸出的都是1,反應出只有1個對象。此外,在銷燬對象時,由於會調用銷燬兩個對象,類的析構函數會調用兩次,此時的計數器將變爲負數。
說白了,就是拷貝構造函數沒有處理靜態數據成員。
出現這些問題最根本就在於在複製對象時,計數器沒有遞增,我們重新編寫拷貝構造函數,如下:
2. 淺拷貝
所謂淺拷貝,指的是在對象複製時,只對對象中的數據成員進行簡單的賦值,默認拷貝構造函數執行的也是淺拷貝。大多情況下“淺拷貝”已經能很好地工作了,但是一旦對象存在了動態成員,那麼淺拷貝就會出問題了,讓我們考慮如下一段代碼:
在這段代碼運行結束之前,會出現一個運行錯誤。原因就在於在進行對象複製時,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:
在運行定義rect1對象後,由於在構造函數中有一個動態分配的語句,因此執行後的內存情況大致如下:
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,也即這兩個指針指向了堆裏的同一個空間,如下圖所示:
當然,這不是我們所期望的結果,在銷燬對象時,兩個對象的析構函數將對同一個內存空間釋放兩次,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,對於對象中動態成員,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,在完成對象的複製後,內存的一個大致情況如下:
此時rect1的p和rect2的p各自指向一段內存空間,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. 防止默認拷貝發生
通過對對象複製的分析,我們發現對象的複製大多在進行“值傳遞”時發生,這裏有一個小技巧可以防止按值傳遞——聲明一個私有拷貝構造函數。甚至不必去定義這個拷貝構造函數,這樣因爲拷貝構造函數是私有的,如果用戶試圖按值傳遞或函數返回該類對象,將得到一個編譯錯誤,從而可以避免按值傳遞或返回對象。
四. 拷貝構造函數的幾個細節
1. 拷貝構造函數裏能調用private成員變量嗎?
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構造函數其時就是一個特殊的構造函數,操作的還是自己類的成員變量,所以不受private的限制。
2. 以下函數哪個是拷貝構造函數,爲什麼?
解答:對於一個類X, 如果一個構造函數的第一個參數是下列之一:
a) X&
b) const X&
c) volatile X&
d) const volatile X&
且沒有其他參數或其他參數都有默認值,那麼這個函數是拷貝構造函數.
3. 一個類中可以存在多於一個的拷貝構造函數嗎?
解答:類中可以存在超過一個拷貝構造函數。
注意,如果一個類中只存在一個參數爲 X& 的拷貝構造函數,那麼就不能使用const X或volatile X的對象實行拷貝初始化.
如果一個類中沒有定義拷貝構造函數,那麼編譯器會自動產生一個默認的拷貝構造函數。
這個默認的參數可能爲 X::X(const X&)或 X::X(X&),由編譯器根據上下文決定選擇哪一個