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C++:类(二)—— 拷贝控制(浅拷贝,深拷贝,浅赋值,深赋值)

一、拷贝构造函数

浅拷贝:

1、如果类未定义自己的拷贝构造函数,编译器会为它合成一个默认拷贝构造函数(默认合成的是public的)。

拷贝构造函数从来不显式调用,而是由编译器隐式地调用。在以下三种情况:

(1)定义对象
Object a;
Object b(a); // 或写成 Object b = a;

(2)动态创建对象
Object a;
Object* p = new Object(a);

(3)函数的传值调用
void Test(Object obj);

 

2、区分构造与赋值:
构造:
Object a;
Object b = a; // 或写作 Object b(a);
// 此为“构造”,在创建对象的时候给初值,拷贝构造函数被调用

赋值:
Object a(1, 2);
Object b;
b = a; // 此为“赋值”,不会调用拷贝构造函数,调用的是拷贝赋值运算符

 

3、注意:除非深拷贝(即类中含有指针成员时),否则不要人为定义拷贝构造函数,使用编译器合成的默认拷贝构造函数即可。

一旦你决定了要添加拷贝构造函数,请仔细检查:

(1)所有的成员变量,要依次拷贝,所有成员变量,不能遗漏

(2)记得调用父类的拷贝构造函数

 

深拷贝(类中有指针成员):

当类有指针成员的时候,需要人为定义拷贝构造函数,而不能继续使用编译器默认合成的。

因为默认的拷贝构造函数只会单纯的复制指针,而不会把指针指向的对象的值保存到一块新开辟的内存中。

 看如下例子:

1 #include <iostream>
2
3 using namespace std;
4
5 class Text
6 {
7 public:
8 Text(string s)
9 {
10 size = s.length();
11 p = new string(s);
12 }
13 ~Text()
14 {
15 delete p; //默认析构函数只会销毁成员指针,不会delete成员指针指向的对象,所以此处要人为定义一个析构函数。
16 }
17 private:
18 int size;
19 string* p;
20 };
21
22 int main()
23 {
24 Text t1("hello");
25 Text t2(t1); //调用拷贝构造函数
26 }

此程序运行时崩溃,主要原因是:

// 对象创建
t1 的指针对象p,指向一块内存
t2 拷贝了 t1, 此时 t2.p 和 t1.p 指向了同一块内存

// 对象析构
对象t1析构, t1.p 被delete,释放其指向对象的内存;
对象t2析构,t2.p被delete,但因为 t2.p 和 t1.p 指向了同一块内存,此块内存已经被delete,所以崩溃。(同一块内存被重复delete)

 

解决办法:人为定义自己的拷贝构造函数(深拷贝),程序如下:

1 #include <iostream>
2 #include <string>
3 using namespace std;
4
5 class Text
6 {
7 public:
8 Text() = default; //默认构造
9 Text(string s) //构造函数
10 {
11 size = s.length();
12 p = new string(s);
13 }
14 Text(const Text& t) //需要人为定义自己的深拷贝构造函数
15 {
16 this -> size = t.size;
17 this -> p = new string(*t.p);
18 }
19 ~Text()
20 {
21 delete p; //默认析构函数只会销毁成员指针,不会delete成员指针指向的对象,所以此处要人为定义一个析构函数。
22 }
23 private:
24 int size;
25 string* p;
26 };
27
28 int main()
29 {
30 Text t1("hello");
31 Text t2 = t1; //调用拷贝构造函数
32 }

 

 

三、拷贝赋值运算符

1、与拷贝构造函数一样,如果类未定义自己的拷贝赋值运算符,编译器会为它合成一个默认的拷贝赋值运算符(默认合成的是public的)。  (浅赋值)

2、除非类中含有指针成员时,否则不要人为定义拷贝赋值运算符,使用编译器默认合成的即可。  (深赋值)

 

看如下例子:

1 #include <iostream>
2 #include <string>
3 using namespace std;
4
5 class Text
6 {
7 public:
8 Text() = default; //默认构造
9 Text(string s) //构造函数
10 {
11 size = s.length();
12 p = new string(s);
13 }
14
15 ~Text()
16 {
17 delete p; //默认析构函数只会销毁成员指针,不会delete成员指针指向的对象,所以此处要人为定义一个析构函数。
18 }
19 private:
20 int size;
21 string* p;
22 };
23
24 int main()
25 {
26 Text t1("hello");
27 Text t2;
28 t2 = t1; //调用赋值运算符
29 }

运行时会崩溃,原因与深拷贝原因一样,编译器合成的默认赋值运算符只是拷贝了指针,没有新开辟内存,导致同一对象的内存重复被delete。

 

解决方法:深赋值(与深拷贝类似),人为定义一个拷贝赋值运算符

  注意: (1) 要记得释放原左侧对象的内存,之后再把右侧对象赋值给左侧对象。

              (2) 返回值为类类型的引用,即返回本对象

1 #include <iostream>
2 #include <string>
3 using namespace std;
4
5 class Text
6 {
7 public:
8 Text() = default; //默认构造
9 Text(string s) //构造函数
10 {
11 this->size = s.length();
12 p = new string(s);
13 }
14 Text& operator = (const Text& t)
15 {
16 auto newp = new string(*t.p); //拷贝底层的string
17 delete this->p; //释放旧内存
18 this->p = newp; //从右侧运算对象拷贝数据到本对象
19 this->size = t.size;
20 return *this; //返回本对象
21 }
22
23 ~Text()
24 {
25 delete p; //默认析构函数只会销毁成员指针,不会delete成员指针指向的对象,所以此处要人为定义一个析构函数。
26 }
27 private:
28 int size;
29 string* p;
30 };
31
32 int main()
33 {
34 Text t1("hello");
35 Text t2;
36 t2 = t1; //调用赋值运算符
37 }

 


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