C++中怎么拷貝構造函數

這篇文章給大家介紹C++中怎么拷貝構造函數，內容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

一. 什么是拷貝構造函數

首先對于普通類型的對象來說，它們之間的復制是很簡單的，例如：

而類對象與普通對象不同，類對象內部結構一般較為復雜，存在各種成員變量。
下面看一個類對象拷貝的簡單例子。

運行程序，屏幕輸出100。從以上代碼的運行結果可以看出，系統為對象 B 分配了內存并完成了與對象 A 的復制過程。就類對象而言，相同類型的類對象是通過拷貝構造函數來完成整個復制過程的。

下面舉例說明拷貝構造函數的工作過程。

CExample(const CExample& C)　就是我們自定義的拷貝構造函數。可見，拷貝構造函數是一種特殊的構造函數，函數的名稱必須和類名稱一致，它必須的一個參數是本類型的一個引用變量。

二. 拷貝構造函數的調用時機

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).然后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()執行完后, 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). 然后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). 在函數執行到最后先析構temp局部變量。
(4). 等g_Fun()執行完后再析構掉XXXX對象。

3. 對象需要通過另外一個對象進行初始化；

后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，這是因為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，編譯器會為我們自動生成。但是如果認為這樣就可以解決對象的復制問題，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，然后使用rect1復制出對象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，在銷毀對象時，由于會調用銷毀兩個對象，類的析構函數會調用兩次，此時的計數器將變為負數。

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于在復制對象時，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，指的是在對象復制時，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，那么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。原因就在于在進行對象復制時，對于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對象后，由于在構造函數中有一個動態分配的語句，因此執行后的內存情況大致如下：

    在使用rect1復制rect2時，由于執行的是淺拷貝，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里的同一個空間，如下圖所示：

當然，這不是我們所期望的結果，在銷毀對象時，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，對于對象中動態成員，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，在完成對象的復制后，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

    通過對對象復制的分析，我們發現對象的復制大多在進行“值傳遞”時發生，這里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，這樣因為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. 拷貝構造函數里能調用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,為什么?

解答：對于一個類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,那么這個函數是拷貝構造函數.

3. 一個類中可以存在多于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為 X& 的拷貝構造函數,那么就不能使用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,那么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為 X::X(const X&)或 X::X(X&),由編譯器根據上下文決定選擇哪一個。
 

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