拷贝构造函数和赋值函数的必要性和意义

引题：网上看到这篇佳文，忍不住收藏以飨读者，当然还有自己！呵呵.......

 

重点:包含动态分配成员的类 应提供拷贝构造函数,并重载"="赋值操作符。 

以下讨论中将用到的例子: 

class CExample 
{ 
public: 
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;} 
~CExample(){delete pBuffer;} 
void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;} 
private: 
char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源 
int nSize; 
}; 
这个类的主要特点是包含指向其他资源的指针。 

pBuffer指向堆中分配的一段内存空间。 

一、拷贝构造函数 

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
CExample theObjone; 
theObjone.Init40); 

//现在需要另一个对象,需要将他初始化称对象一的状态 
CExample theObjtwo=theObjone; 
... 
} 
语句"CExample theObjtwo=theObjone;"用theObjone初始化theObjtwo。 

其完成方式是内存拷贝，复制所有成员的值。 

完成后，theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。 

即它们将指向同样的地方，指针虽然复制了，但所指向的空间并没有复制，而是由两个对象共用了。这样不符合要求，对象之间不独立了，并为空间的删除带来隐患。 

所以需要采用必要的手段来避免此类情况。 

回顾以下此语句的具体过程:首先建立对象theObjtwo，并调用其构造函数，然后成员被拷贝。 

可以在构造函数中添加操作来解决指针成员的问题。 

所以C++语法中除了提供缺省形式的构造函数外，还规范了另一种特殊的构造函数：拷贝构造函数，上面的语句中，如果类中定义了拷贝构造函数，这对象建立时，调用的将是拷贝构造函数，在拷贝构造函数中，可以根据传入的变量，复制指针所指向的资源。 

拷贝构造函数的格式为:构造函数名(对象的引用) 

提供了拷贝构造函数后的CExample类定义为: 

class CExample 
{ 
public: 
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;} 
~CExample(){delete pBuffer;} 
CExample(const CExample&); //拷贝构造函数 
void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;} 
private: 
char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源 
int nSize; 
}; 

CExample::CExample(const CExample& RightSides) //拷贝构造函数的定义 
{ 
nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员 
pBuffer=new char[nSize]; //复制指针指向的内容 
memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char)); 
} 
这样，定义新对象，并用已有对象初始化新对象时，CExample(const CExample& RightSides)将被调用，而已有对象用别名RightSides传给构造函数，以用来作复制。 

原则上，应该为所有包含动态分配成员的类都提供拷贝构造函数。 

拷贝构造函数的另一种调用。 

当对象直接作为参数传给函数时，函数将建立对象的临时拷贝，这个拷贝过程也将调同拷贝构造函数。 

例如 

BOOL testfunc(CExample obj); 

testfunc(theObjone); //对象直接作为参数。 

BOOL testfunc(CExample obj) 
{ 
//针对obj的操作实际上是针对复制后的临时拷贝进行的 
} 
还有一种情况，也是与临时对象有关的 

当函数中的局部对象被被返回给函数调者时，也将建立此局部对象的一个临时拷贝，拷贝构造函数也将被调用 

CTest func() 
{ 
CTest theTest; 
return theTest 
} 
二、赋值符的重载 

下面的代码与上例相似 

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
CExample theObjone; 
theObjone.Init(40); 

CExample theObjthree; 
theObjthree.Init(60); 

//现在需要一个对象赋值操作,被赋值对象的原内容被清除，并用右边对象的内容填充。 
theObjthree=theObjone; //对一个以存在的对象赋值 
return 0; 
} 
也用到了"="号，但与"一、"中的例子并不同，"一、"的例子中，"="在对象声明语句中，表示初始化。更多时候,这种初始化也可用括号表示。 

例如 CExample theObjone(theObjtwo); 

而本例子中，"="表示赋值操作。将对象theObjone的内容复制到对象theObjthree;，这其中涉及到对象theObjthree原有内容的丢弃，新内容的复制。 

但"="的缺省操作只是将成员变量的值相应复制。旧的值被自然丢弃。 

由于对象内包含指针，将造成不良后果:指针的值被丢弃了，但指针指向的内容并未释放（delete）。指针的值被复制了，但指针所指内容并未复制。 

因此，包含动态分配成员的类除提供拷贝构造函数外，还应该考虑重载"="赋值操作符号。 

类定义变为: 

class CExample 
{ 
... 
CExample(const CExample&); //拷贝构造函数 
CExample& operator = (const CExample&); //赋值符重载 
... 
}; 
//赋值操作符重载 
CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides) 
{ 
nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员 
char *temp=new char[nSize]; //复制指针指向的内容 
memcpy(temp,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char)); 

delete []pBuffer; //删除原指针指向内容  (将删除操作放在后面，避免X=X特殊情况下，内容的丢失) 
pBuffer=temp;   //建立新指向 
return *this 
} 
三、拷贝构造函数使用赋值运算符重载的代码。 

CExample::CExample(const CExample& RightSides) 
{ 
pBuffer=NULL; 
*this=RightSides  //调用重载后的"=" 
} 
---------------------------------------------------------------------------------- 
如果不主动编写拷贝构造函数和赋值函数，编译器将以“位拷贝”的方式自动生成缺省的函数。倘若类中含有指针变量，那么这两个缺省的函数就隐 
含了错误。 
以类String 的两个对象a,b 为例，假设a.m_data 的内容为“hello”，b.m_data 的内容为“world”。 
现将a 赋给b，缺省赋值函数的“位拷贝”意味着执行b.m_data = a.m_data。 
这将造成三个错误： 
1） b.m_data 原有的内存没被释放，造成内存泄露； 
2） b.m_data 和a.m_data 指向同一块内存，a 或b 任何一方变动都会影响另一方； 
3） 在对象被析构时，m_data 被释放了两次。 

类String 的拷贝构造函数与赋值函数 

// 拷贝构造函数 
String::String(const String &other) 
{ 
// 允许操作other 的私有成员m_data 
int length = strlen(other.m_data); 
m_data = new char[length+1]; 
strcpy(m_data, other.m_data); 
} 
// 赋值函数 
String & String::operate =(const String &other) 
{ 
// (1) 检查自赋值 
if(this == &other) 
return *this; 
// (2) 释放原有的内存资源 
delete [] m_data; 
// （3）分配新的内存资源，并复制内容 
int length = strlen(other.m_data); 
m_data = new char[length+1]; 
strcpy(m_data, other.m_data); 
// （4）返回本对象的引用 
return *this; 
} 
类String 拷贝构造函数与普通构造函数的区别是：在函数入口处无 
需与NULL 进行比较，这是因为“引用”不可能是NULL，而“指针”可以为NULL。 
类String 的赋值函数比构造函数复杂得多，分四步实现： 
（1）第一步，检查自赋值。你可能会认为多此一举，难道有人会愚蠢到写出 a = a 这 
样的自赋值语句！的确不会。但是间接的自赋值仍有可能出现，例如 
// 内容自赋值 
b = a; 
… 
c = b; 
… 
a = c; 

// 地址自赋值 
b = &a; 
… 
a = *b; 
也许有人会说：“即使出现自赋值，我也可以不理睬，大不了化点时间让对象复制自己而已，反正不会出错！” 
他真的说错了。看看第二步的delete，自杀后还能复制自己吗？所以，如果发现自赋值，应该马上终止函数。注意不要将检查自赋值的if 语句 
if(this == &other) 
错写成为 
if( *this == other) 
（2）第二步，用delete 释放原有的内存资源。如果现在不释放，以后就没机会了，将造成内存泄露。 
（3）第三步，分配新的内存资源，并复制字符串。注意函数strlen 返回的是有效字符串长度，不包含结束符‘/0’。函数strcpy 则连‘/0’一起复制。 
（4）第四步，返回本对象的引用，目的是为了实现象 a = b = c 这样的链式表达。注意不要将 return *this 错写成 return this 。那么能否写成return other 呢？效果 
不是一样吗？ 
不可以！因为我们不知道参数other 的生命期。有可能other 是个临时对象，在赋值结束后它马上消失，那么return other 返回的将是垃圾。 


偷懒的办法处理拷贝构造函数与赋值函数 

如果我们实在不想编写拷贝构造函数和赋值函数，又不允许别人使用编译器生成的缺省函数，怎么办？ 
偷懒的办法是：只需将拷贝构造函数和赋值函数声明为私有函数，不用编写代码。 
例如： 
class A 
{ … 
private: 
A(const A &a); // 私有的拷贝构造函数 
A & operate =(const A &a); // 私有的赋值函数 
}; 
如果有人试图编写如下程序： 
A b(a); // 调用了私有的拷贝构造函数 
b = a; // 调用了私有的赋值函数 
编译器将指出错误，因为外界不可以操作A 的私有函数。 

转载结束，以下是个人总结 
其实在拷贝构造函数使用最多的地方函数调用与返回，要注意的是什么时候会使用拷贝构造函数，在对象参数传入时，还有就是对象返回时，其实都会建立一个拷贝，其实也就默认调用了拷贝构造函数。这点是需要注意的。 
C++的确很烦，特别是面向对象。

转自 http://blog.csdn.net/keyouan2008/article/details/5773142