拷貝構(gòu)造函數(shù),是一種特殊的構(gòu)造函數(shù),它由編譯器調(diào)用來完成一些基于同一類的其他對象的構(gòu)建及初始化。其唯一的參數(shù)(對象的引用)是不可變的(const類型)。此函數(shù)經(jīng)常用在函數(shù)調(diào)用時用戶定義類型的值傳遞及返回。拷貝構(gòu)造函數(shù)要調(diào)用基類的拷貝構(gòu)造函數(shù)和成員函數(shù)。如果可以的話,它將用常量方式調(diào)用,另外,也可以用非常量方式調(diào)用。
在C++中,下面三種對象需要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù):
1) 一個對象以值傳遞的方式傳入函數(shù)體;
2) 一個對象以值傳遞的方式從函數(shù)返回;
3) 一個對象需要通過另外一個對象進(jìn)行初始化;
如果在前兩種情況不使用拷貝構(gòu)造函數(shù)的時候,就會導(dǎo)致一個指針指向已經(jīng)被刪除的內(nèi)存空間。對于第三種情況來說,初始化和賦值的不同含義是構(gòu)造函數(shù)調(diào)用的原因。事實上,拷貝構(gòu)造函數(shù)是由普通構(gòu)造函數(shù)和賦值操作符共同實現(xiàn)的。描述拷貝構(gòu)造函數(shù)和賦值運算符的異同的參考資料有很多。
拷貝構(gòu)造函數(shù)不可以改變它所引用的對象,其原因如下:當(dāng)一個對象以傳遞值的方式傳一個函數(shù)的時候,拷貝構(gòu)造函數(shù)自動的被調(diào)用來生成函數(shù)中的對象。如果一個對象是被傳入自己的拷貝構(gòu)造函數(shù),它的拷貝構(gòu)造函數(shù)將會被調(diào)用來拷貝這個對象這樣復(fù)制才可以傳入它自己的拷貝構(gòu)造函數(shù),這會導(dǎo)致無限循環(huán)直至棧溢出(Stack Overflow)。除了當(dāng)對象傳入函數(shù)的時候被隱式調(diào)用以外,拷貝構(gòu)造函數(shù)在對象被函數(shù)返回的時候也同樣的被調(diào)用。
如果在類中沒有顯式的聲明一個拷貝構(gòu)造函數(shù),那么,編譯器會自動生成一個來進(jìn)行對象之間的位拷貝(Bitwise Copy)。這個隱含的拷貝構(gòu)造函數(shù)簡單的關(guān)聯(lián)了所有的類成員。注意到這個隱式的拷貝構(gòu)造函數(shù)和顯式聲明的拷貝構(gòu)造函數(shù)的不同在于對成員的關(guān)聯(lián)方式。顯式聲明的拷貝構(gòu)造函數(shù)關(guān)聯(lián)的只是被實例化的類成員的缺省構(gòu)造函數(shù),除非另外一個構(gòu)造函數(shù)在類初始化或構(gòu)造列表的時候被調(diào)用。
拷貝構(gòu)造函數(shù)使程序更有效率,因為它不用再構(gòu)造一個對象的時候改變構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)列表。設(shè)計拷貝構(gòu)造函數(shù)是一個良好的風(fēng)格,即使是編譯系統(tǒng)會自動為你生成默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)。事實上,默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)可以應(yīng)付許多情況。
以下討論中將用到的例子:
class CExample
{
public:
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
~CExample(){delete pBuffer;}
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(tài)分配的內(nèi)存資源
int nSize;
};
這個類的主要特點是包含指向其他資源的指針。
pBuffer指向堆中分配的一段內(nèi)存空間。
一、拷貝構(gòu)造函數(shù)
int main(int argc, char* argv[])
{
CExample theObjone;
theObjone.Init(40);
//現(xiàn)在需要另一個對象,需要將他初始化稱對象一的狀態(tài)
CExample theObjtwo=theObjone;
...
}
語句"CExample theObjtwo=theObjone;"用theObjone初始化theObjtwo。
其完成方式是內(nèi)存拷貝,復(fù)制所有成員的值。
完成后,theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。
即它們將指向同樣的地方,指針雖然復(fù)制了,但所指向的空間并沒有復(fù)制,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,并為空間的刪除帶來隱患。所以需要采用必要的手段來避免此類情況。
回顧以下此語句的具體過程:首先建立對象theObjtwo,并調(diào)用其構(gòu)造函數(shù),然后成員被拷貝。
可以在構(gòu)造函數(shù)中添加操作來解決指針成員的問題。
所以C++語法中除了提供缺省形式的構(gòu)造函數(shù)外,還規(guī)范了另一種特殊的構(gòu)造函數(shù):拷貝構(gòu)造函數(shù),上面的語句中,如果類中定義了拷貝構(gòu)造函數(shù),這對象建立時,調(diào)用的將是拷貝構(gòu)造函數(shù),在拷貝構(gòu)造函數(shù)中,可以根據(jù)傳入的變量,復(fù)制指針?biāo)赶虻馁Y源。
拷貝構(gòu)造函數(shù)的格式為:構(gòu)造函數(shù)名(對象的引用)
提供了拷貝構(gòu)造函數(shù)后的CExample類定義為:
class CExample
{
public:
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
~CExample(){delete pBuffer;}
CExample(const CExample&); //拷貝構(gòu)造函數(shù)
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(tài)分配的內(nèi)存資源
int nSize;
};
CExample::CExample(const CExample& RightSides) //拷貝構(gòu)造函數(shù)的定義
{
nSize=RightSides.nSize; //復(fù)制常規(guī)成員
pBuffer=new char[nSize]; //復(fù)制指針指向的內(nèi)容
memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));
}
這樣,定義新對象,并用已有對象初始化新對象時,CExample(const CExample& RightSides)將被調(diào)用,而已有對象用別名RightSides傳給構(gòu)造函數(shù),以用來作復(fù)制。原則上,應(yīng)該為所有包含動態(tài)分配成員的類都提供拷貝構(gòu)造函數(shù)。
下面介紹拷貝構(gòu)造函數(shù)的另一種調(diào)用。當(dāng)對象直接作為參數(shù)傳給函數(shù)時,函數(shù)將建立對象的臨時拷貝,這個拷貝過程也將調(diào)同拷貝構(gòu)造函數(shù)。例如:
BOOL testfunc(CExample obj);
testfunc(theObjone); //對象直接作為參數(shù)。
BOOL testfunc(CExample obj)
{
//針對obj的操作實際上是針對復(fù)制后的臨時拷貝進(jìn)行的
}
還有一種情況,也是與臨時對象有關(guān)的
當(dāng)函數(shù)中的局部對象被被返回給函數(shù)調(diào)者時,也將建立此局部對象的一個臨時拷貝,拷貝構(gòu)造函數(shù)也將被調(diào)用
CTest func()
{
CTest theTest;
return theTest;
}
二、賦值符的重載
下面的代碼與上例相似
int main(int argc, char* argv[])
{
CExample theObjone;
theObjone.Init(40);
CExample theObjthree;
theObjthree.Init(60);
//現(xiàn)在需要一個對象賦值操作,被賦值對象的原內(nèi)容被清除,并用右邊對象的內(nèi)容填充。
theObjthree=theObjone;
return 0;
}
也用到了"="號,但與"一、"中的例子并不同,"一、"的例子中,"="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。
例如 CExample theObjone(theObjtwo);
而本例子中,"="表示賦值操作。將對象theObjone的內(nèi)容復(fù)制到對象theObjthree;,這其中涉及到對象theObjthree原有內(nèi)容的丟棄,新內(nèi)容的復(fù)制。
但"="的缺省操作只是將成員變量的值相應(yīng)復(fù)制。舊的值被自然丟棄。
由于對象內(nèi)包含指針,將造成不良后果:指針的值被丟棄了,但指針指向的內(nèi)容并未釋放。指針的值被復(fù)制了,但指針?biāo)竷?nèi)容并未復(fù)制。
因此,包含動態(tài)分配成員的類除提供拷貝構(gòu)造函數(shù)外,還應(yīng)該考慮重載"="賦值操作符號。
類定義變?yōu)?span lang="EN-US">:
class CExample
{
...
CExample(const CExample&); //拷貝構(gòu)造函數(shù)
CExample& operator = (const CExample&); //賦值符重載
...
};
//賦值操作符重載
CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides)
{
nSize=RightSides.nSize; //復(fù)制常規(guī)成員
char *temp=new char[nSize]; //復(fù)制指針指向的內(nèi)容
memcpy(temp,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));
delete []pBuffer; //刪除原指針指向內(nèi)容 (將刪除操作放在后面,避免X=X特殊情況下,內(nèi)容的丟失)
pBuffer=NULL;
pBuffer=temp; //建立新指向
return *this
}
三、注意事項
常見錯誤:
拷貝構(gòu)造函數(shù)使用賦值運算符重載的代碼。
CExample::CExample(const CExample& RightSides)
{
*this=RightSides //調(diào)用重載后的"="
}
而這樣會造成循環(huán)調(diào)用重載后的"="和拷貝構(gòu)造函數(shù),最后造成棧溢出(Stack Overflow)。
四,拷貝構(gòu)造函數(shù)與構(gòu)造函數(shù)的區(qū)別
class 類名
{
public:
類名(形參參數(shù))//構(gòu)造函數(shù)
類名(類名&對象名)//拷貝構(gòu)造函數(shù)
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
};
拷貝構(gòu)造函數(shù)的實現(xiàn):
類名::類名(類名&對象名)//拷貝構(gòu)造函數(shù)的實現(xiàn)
{函數(shù)體}
不完整的例子
拷貝構(gòu)造函數(shù):
Class Point
{
Public:
Point(int xx=0,int yy=m)(X=xx;Y=yy;)
Point(Point& p);
Int getX() {return X;}
Int getY(){ return Y;}
Private :
Int X,Y;
}
Point::Point(Point& p)
{
X=p.X;
Y=p.Y;
Cout<<"拷貝構(gòu)造函數(shù)吊樣"<<endl;
}