c/c++整理--复制构造函数和深复制及浅复制
来源:互联网 发布:软件试用报告模板 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 02:43
一、复制构造函数是什么?什么是深复制和浅复制?
什么是复制构造函数
先来说明什么是复制构造函数,以及它被调用的场合。
复制构造函数是一种特殊的构造函数,它由编译器调用来完成一些基于同一类的其他对象的构件及初始化。
如果在类中没有显示地声明一个复制构造函数,那么编译器会私下里制定一个函数来进行对象之间的位复制。这个隐含的复制构造函数简单地关联了所有的类成员。
在c++中,下面是3种对象需要复制的情况。因此,复制构造函数将会被调用。
(1)一个对象以值传递的方式传入函数体。
(2)一个对象以值传递的方式从函数返回。
(3)一个对象需要通过另外一个对象进行初始化。
下面的程序代码说明了上述三种情况。
#include <iostream>using namespace std;class Test{public:int a;Test() { }Test(int x){a = x;}Test(Test& test)//复制构造函数{cout<<"copy constructor"<<endl;a = test.a;}};void fun1(Test test)//值传递传入函数体{cout<<"fun1()..."<<endl;}Test fun2()//值传递从函数返回{Test t(2);cout<<"fun2()..."<<endl;return t;}int main(){Test t1(1);Test t2 = t1;//用t1对t2进行初始化cout<<"before fun1()..."<<endl;fun1(t1);Test t3;t3 = fun2();cout<<"after fun2()..."<<endl; return 0;}运行结果:
copy constructorbefore fun1()...copy constructorfun1()...fun2()...after fun2()...fun1、fun2以及代码第36行分别对应了上面三种调用复制构造函数的情况。
深复制与浅复制
既然系统会自动提供一个默认的构造函数来处理复制,那么为什么要去自定义复制构造函数呢?下面的程序说明了这个问题。
#include <iostream>#include <string.h>using namespace std;class Test{public:char *buf;Test(void)//不带参数构造函数{buf = NULL;}Test(const char* str)//带参数构造函数{buf = new char[strlen(str)+1];//分配堆内存strcpy(buf, str);//复制字符串}~Test(){if(buf != NULL){delete buf;//释放buf指向的堆内存buf = NULL;}}};int main(){Test t1("hello");Test t2 = t1;//调用默认的复制构造函数cout<< "(t1.buf == t2.buf) ? " <<(t1.buf == t2.buf ? "yes" : "no") <<endl; return 0;}这里Test类的buf成员是一个字符指针,在带参数的构造函数中为之分配了一块堆内存来存放字符串,然后在析构函数中又将堆内存释放。在main函数(代码第31行)使用了对象复制,因此会调用默认的复制构造函数。程序执行结果:
(t1.buf == t2.buf) ? yes程序崩溃这里程序崩溃发生在main函数退出对象析构的时候。由前两行的打印结果可以看出,默认复制构造函数只是简单的把两个对象的指针做复制运算,它们指向的是同一个地址。当产生两次析构,释放同一块内存时发生崩溃。可以在Test类里通过添加一个自定义的复制构造函数解决两次析构问题。
Test(Test& test){buf = new char[strlen(test.buf)+1];strcpy(buf, test.buf);}程序结果如下:
(t1.buf == t2.buf) ? no由于此时buf又分配了一块堆内存来保存字符串,t1的buf和t2的buf分别指向不同的堆内存,析构时就不会发生程序崩溃。
总结:
如果复制的对象中引用了某个外部的内容(例如分配在堆上的数据),那么在复制这个对象的时候,让新旧两个对象指向同一个内容,就是浅复制;如果在复制这个对象的时候,为新对象制作了外部对象的独立复制,那么就是深复制。
复制构造函数是一种特殊的构造函数,它由编译器调用来完成一些基于同一类的其他对象的构件及初始化。
浅复制是指让新旧两个对象指向同一个外部内容,二深复制就是指为新对象制作了外部对象的独立复制。
二、编译器与默认的copy constructor
什么时候编译器会生成默认的copy constructor呢?如果已经写了一个构造函数,编译器还会生成copy constructor吗?
答案:
如果用户没有自定义复制构造函数,并且在代码中用到了复制构造函数,那么编译器就会生成默认的复制构造函数;但如果用户定义了复制构造函数,那么编译器就不会再生成复制构造函数。
如果用户定义了一个构造函数,且不是复制构造函数,而此时在代码中用到了复制构造函数,那么编译器也还会生成默认的复制构造函数;如果没有使用,则编译器就不会生成默认的复制构造函数。
三、写一个继承类的复制构造函数
当然,如果基类中没有私有成员,即所有成员都能被派生类访问,则派生类的复制构造函数可以很容易写。但是如果基类有私有成员,并且这些私有成员必须在调用派生类的复制构造函数时被初始化,在这种情况下该怎么做?
编写继承类的复制函数有一个原则:使用基类的复制构造函数。这个原则其实就是解决上述问题的方案。
#include <iostream>using namespace std;class Base{int i;public:Base():i(0) { cout<< "Base()"<<endl; }//默认普通构造函数Base(int n):i(n) { cout<< "Base(int)"<<endl; }//普通构造函数Base(const Base& b) : i(b.i)//复制构造函数{cout<<"Base(Base&)"<<endl;}};class Deriverd : public Base{int j;public:Deriverd():Base(0), j(0) { cout<< "Deriverd()"<< endl; }Deriverd(int m, int n):Base(m), j(n) { cout<< "Deriverd(int)" <<endl; }Deriverd(Deriverd &obj):Base(obj), j(obj.j){cout<<"Deriverd(Deriverd&)"<<endl;}};int main(){Base b(1);Deriverd obj(2, 3);cout<<"——————————————————"<<endl;Deriverd d = obj;cout<<"——————————————————"<<endl; return 0;}Derived类继承自Base类,因此在Derived类内不能使用obj.i或Base::i的方式访问Base的私有成员i。很明显,其复制构造函数只能使用Base(obj)的方式调用其基类的复制构造函数类给基类的私有生源i初始化。
三、复制构造函数与赋值函数有什么区别?
3个方面:
(1)复制构造函数是一个对象来初始化一块内存区域,这块内存就是新对象的内存区。
class A;A a;A b = a; //复制构造函数调用A b(a); //复制构造函数调用而赋值函数是对于一个已经被初始化的对象来进行operator=操作。
class A;A a;A b;b = a; //赋值函数调用(2)一般来说是在数据成员包含指针对象的时候,应付两种不同的处理需求:一种是复制指针对象,一种是引用指针对象。复制构造函数在大多数情况下是复制,赋值函数则是引用对象。
(3)实现不一样。复制构造函数首先是一个构造函数,它调用的时候是通过参数传进来的那个对象来初始化产生一个对象。赋值函数是把一个对象赋给一个原有对象,所以如果原来的对象中有内存分配,要先把内存释放掉,而且还要检查一下两个对象是不是同一个对象,如果是的话,就不做任何操作。
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