复制构造函数的使用

本文深入探讨了C++中复制构造函数的概念及其应用场景,包括显示调用、隐式调用、作为函数参数和返回值时的使用。通过具体代码示例,详细解释了复制构造函数如何工作,以及其与对象赋值的区别。

复制构造函数的使用

复制构造函数可以用一个对象去初始化另一个对象。在创建类时如果没有编写构造函数,C++会自动生成一个,用原对象相应数据成员的值去初始化新对象的每个数据成员。如果数据成员是对象,初始化意味着调用他们的复制构造函数。

定义

复制构造函数的参数是本类的const引用,无返回类型,按照如下格式定义

ClassName (const ClassName &objectName);

在某个代码中像类似这样:

//main1.cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class testStr {
public:
	testStr(string s);							//构造函数声明
	testStr(const testStr &s1);        	//复制构造函数声明
	void display();
private:
	string str;
};
testStr::testStr(string s) :str(s) {
}
testStr::testStr(const testStr &s1) {		//复制构造函数的定义,此处复制构造函数在原成员
	str = s1.str + "World!";						//字符串后面添加一段字符串,用于验证复制构造函数
}															//是否被调用
void testStr::display() {
	cout << str << endl;
}
void fun(testStr a) {								//向函数传递对象时,实际是传递对象的副本,
	a.display();										//此时复制构造函数被调用
}
testStr fun1() {										//函数返回类型为类时,调用复制构造函数
	testStr b("Hello");
	return b;
}
int main() {
	testStr obj1("Hello");
	testStr obj2(obj1);						//显示调用复制构造函数
	testStr obj3 = obj1;						//隐式调用复制构造函数
	testStr obj4(" ");
	fun(obj1);										//向函数传递对象,复制构造函数被调用
	obj4 = obj1;									//赋值运算,复制构造函数没有被调用
	obj3.display();
	obj4.display();
	testStr obj5(" ");							//
	obj5 = fun1();
	obj5.display();
	return 0;
}

复制构造函数的应用场景
1显示调用
2隐式调用
3像函数传递对象
4函数返回对象

注意,复制构造函数只用于创建对象的时候,而不能用在对象的赋值上,例如在mian1.cpp中main函数obj4。
main1.cpp的执行结果

HelloWorld!           //fun(obj1)  向函数传递对象
Hello					//
HelloWorld!			//显示调用
HelloWorld!			//隐式调用
Hello					
HelloWorld!			//函数返回对象
### C++ 复制构造函数 使用详解 #### 什么是复制构造函数复制构造函数是一种特殊的构造函数,用于通过已存在的对象初始化一个新的对象。它通常在以下情况下被调用: - 当一个对象以值传递方式传入函数时; - 当一个对象以值返回方式从函数返回时; - 当创建一个对象并将其初始化一个同类型的对象时。 如果没有显式定义复制构造函数,编译器会自动生成一个默认的复制构造函数[^4]。然而,默认的复制构造函数仅执行浅拷贝操作,即简单地将源对象的数据成员逐个赋值给目标对象的数据成员。这可能导致某些问题,特别是在涉及动态内存管理的情况下[^2]。 --- #### 浅拷贝与深拷贝的区别 ##### 浅拷贝 浅拷贝是指仅仅复制指针或其他资源的地址,而不是实际的内容。这意味着两个对象可能会共享同一块动态分配的内存区域。这种行为可能导致未定义的行为,尤其是在析构函数释放内存时发生双重删除的情况[^5]。 ##### 深拷贝 深拷贝则是完全独立地复制整个对象及其所拥有的资源。这样可以确保每个对象都有自己的数据副本,从而避免潜在的风险。 --- #### 自定义复制构造函数实现方法 为了防止浅拷贝带来的问题,在设计类时应考虑是否需要提供自定义的复制构造函数来完成深拷贝。以下是具体实现一个示例: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class MyClass { public: int* data; // 构造函数 MyClass(int value) : data(new int(value)) {} // 复制构造函数 (深拷贝) MyClass(const MyClass& other) { data = new int(*other.data); cout << "Deep copy performed!" << endl; } // 析构函数 ~MyClass() { delete data; } void display() const { cout << "Value: " << *data << endl; } }; int main() { MyClass obj1(10); MyClass obj2(obj1); // 调用了复制构造函数 obj1.display(); obj2.display(); return 0; } ``` 在这个例子中,`MyClass` 的复制构造函数实现了深拷贝逻辑,确保 `obj1` 和 `obj2` 各自有其独立的动态分配整型变量。 --- #### 编译器生成的默认复制构造函数的特点 如果用户没有定义任何特殊形式的构造函数(如复制构造函数或移动构造函数),则编译器会自动合成一个默认版本。此默认版本会对所有非静态成员逐一进行位级复制。需要注意的是,一旦开发者提供了自定义的复制构造函数,编译器就不会再生成默认版本[^3]。 --- #### 示例分析:解决浅拷贝引发的问题 以下是一个典型的因浅拷贝而导致崩溃的例子以及如何修复它的解决方案: ```cpp // 原始代码存在浅拷贝问题 class StringWrapper { private: char* buffer; public: StringWrapper(const char* str) { size_t length = strlen(str); buffer = new char[length + 1]; strcpy(buffer, str); } ~StringWrapper() { delete[] buffer; } // 添加自定义复制构造函数以支持深拷贝 StringWrapper(const StringWrapper& other) { size_t length = strlen(other.buffer); buffer = new char[length + 1]; strcpy(buffer, other.buffer); } void printBuffer() const { cout << buffer << endl; } }; void testCopyConstructor() { StringWrapper original("Hello"); StringWrapper copied(original); original.printBuffer(); // 输出 Hello copied.printBuffer(); // 输出 Hello } int main() { testCopyConstructor(); return 0; } ``` 在此修正后的程序里,新增加了一个复制构造函数用来处理字符串缓冲区的深层复制过程,有效规避了原始方案中的隐患[^5]。 --- #### 总结 C++ 中的复制构造函数是非常重要的概念之一,尤其当涉及到复杂数据结构或者外部资源管理时更是如此。合理运用它可以保障程序的安全性和稳定性;反之,则容易造成难以追踪的错误。
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