拷贝构造函数和赋值构造函数的异同

本文详细阐述了C++中拷贝构造函数与赋值运算符的区别、作用及注意事项,包括如何正确使用它们避免内存泄露等常见错误。

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     我之所以认为赋值构造函数不应该被称为一个构造函数,是因为在调用赋值构造函数的时候,类对象已经存在,自然谈不上构造类对象,它只是对该已经存在的类对象的成员变量进行修改(所谓的赋值)操作。而拷贝构造函数是利用一个已经存在的类对象构造出一个新的类对象。


         由于并非所有的对象都会使用拷贝构造函数和赋值函数,程序员可能对这两个函数有些轻视。请先记住以下的警告,在阅读正文时就会多心: 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:

            一是b.m_data 原有的内存没被释放,造成内存泄露;

            二是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;

            三是在对象被析构时,m_data 被释放了两次。
拷贝构造函数和赋值函数非常容易混淆,常导致错写、错用。

        拷贝构造函数是在对象被创建时调用的,而赋值函数只能被已经存在了的对象调用。以下程序中,第三个语句和第四个语句很相似,你分得清楚哪个调用了拷贝构造函数,哪个调用了赋值函数吗?
  String a(“hello”);
  String b(“world”);
  String c = a; // 调用了拷贝构造函数,最好写成 c(a);
  c = b; // 调用了赋值函数
     本例中第三个语句的风格较差,宜改写成String c(a) 以区别于第四个语句。


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。

一、拷贝构造

       是一个的对象来初始化一边内存区域,这边内存区域就是你的新对象的内存区域赋值运算,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=a;   //拷贝构造函数调用  
       //或  
       A  b(a);   //拷贝构造函数调用  
        ///////////////////////////////////     
        A  a;  
        A  b;  
        b =a;   //赋值运算符调用   

      你只需要记住,在C++语言里,  
      String   s2(s1);  
      String   s3   =   s1;  
     只是语法形式的不同,意义是一样的,都是定义加初始化,都调用拷贝构造函数。


二、
        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的 一种是复制指针对象,一种是引用指针对象 copy大多数情况下是复制,=则是引用对象的     
例子:  
     class   A  
    {  
          int   nLen;  
          char   *   pData;  
    }  
    显然  
    A   a,   b;  
    a=b的时候,对于pData数据存在两种需求  
    第一种copy  
          a.pData   =   new   char   [nLen];  
          memcpy(a.pData,   b.pData,   nLen);  
   另外一种(引用方式):  
          a.pData   =   b.pData  
   
  通过对比就可以看到,他们是不同的  
  往往把第一种用copy使用,第二种用=实现
  你只要记住拷贝构造函数是用于类中指针,对象间的COPY 。

三、和拷贝构造函数的实现不一样。
           拷贝构造函数首先是一个构造函数,它调用的时候产生一个对象,是通过参数传进来的那个对象来初始化,产生的对象。  
          operator=();是把一个对象赋值给一个原有的对象,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。还要注意的是拷贝构造函数是构造函数,不返回值   
而赋值函数需要返回一个对象自身的引用,以便赋值之后的操作 
。 

 你肯定知道这个:   
        int   a,   b;   
        b   =   7;   
        Func(a   =   b);   //   把i赋值后传给函数Func(   int   )   
    同理:   
    CMyClass   obj1,   obj2;   
       obj1.Initialize();       
       Func2(   obj1   =   obj2   );   //如果没有返回引用,是不能把值传给Func2的  

      注:   
   CMyClass&  CMyClass::   operator= (CMyClass   &   other)   
      {   
             if(   this   ==   &other   )   
                      return   *this;   
              //   赋值操作...   
              return   *this   
      }

<think>好的,我现在需要详细讲解构造函数。首先,我要确定构造函数的基本概念,确保自己理解正确。构造函数是面向对象编程中的一种特殊方法,用于在创建对象时初始化对象的状态。它的名称通常与类名相同,没有返回类型,包括访问修饰符。 接下来,我要考虑构造函数的不同类型。比如默认构造函数、参数化构造函数拷贝构造函数等。需要分别解释它们的作用使用场景。默认构造函数是没有参数的,如果用户没有定义,编译器会自动生成一个。而参数化构造函数允许在创建对象时传递参数来初始化对象的状态。拷贝构造函数用于用一个已存在的对象来初始化新对象,这在处理对象复制时很重要,尤其是在涉及动态内存分配的情况下。 然后,我需要讨论构造函数的重载。普通方法一样,构造函数也可以被重载,即一个类中可以有多个参数列表不同的构造函数。这提供了创建对象时的灵活性,用户可以根据不同的需求选择不同的初始化方式。 此外,还要涉及构造函数的调用顺序,特别是在继承关系中。派生类的构造函数会先调用基类的构造函数,确保基类部分正确初始化。如果有多个基类或虚基类,情况会更复杂,需要详细说明。 还有,构造函数中的初始化列表。在C++中,使用初始化列表来初始化成员变量比在构造函数体内赋值更高效,特别是对于常量成员引用成员,必须使用初始化列表。需要解释初始化列表的语法优点。 可能还需要提到委托构造函数,这是在C++11中引入的特性,允许一个构造函数调用同一个类中的另一个构造函数,减少代码重复。 另外,异常处理在构造函数中的问题。如果在构造函数中抛出异常,对象的构造就会失败,需要确保资源的正确释放,避免内存泄漏。这时候可能需要用到智能指针或者其他RAII技术。 还要注意,构造函数在某些语言中的特殊行为。比如在Java中,构造函数可以调用其他构造函数使用this(),而在C#中,构造函数可以有静态构造函数用于初始化类的静态成员。 需要举例说明,比如给出C++或Java中的代码示例,展示不同构造函数的使用方法,帮助读者更好地理解。 最后,总结构造函数的重要性,强调其在对象生命周期中的角色,以及正确使用构造函数对程序健壮性可维护性的影响。可能还需要指出常见的错误最佳实践,比如避免在构造函数中调用虚函数,防止未定义行为。 在整理这些内容时,要确保逻辑清晰,层次分明,从基本概念到高级特性,逐步深入,同时结合实际代码示例,帮助读者理解。还要检查是否有遗漏的重要点,比如构造函数的访问控制(public、protected、private),以及单例模式中的私有构造函数用法等。 可能还需要对比不同编程语言中构造函数异同,比如Python中的__init__方法,JavaScript中的构造函数函数,以提供更全面的视角。这样可以帮助不同背景的读者更好地理解构造函数在不同语境下的应用。 总之,我需要系统地覆盖构造函数的各个方面,从定义、类型、特性到实际应用注意事项,确保内容详尽且易于理解。</think> **构造函数的详细讲解** 构造函数是面向对象编程(OOP)中的核心概念之一,负责在对象创建时初始化其状态。本文将从基本定义、类型、特性、使用场景及语言差异等多个角度全面解析构造函数。 --- #### **一、构造函数的基本概念** 1. **定义** 构造函数(Constructor)是一种特殊的成员方法,具有以下特点: - **名称与类名完全相同**。 - **无返回值类型**(包括`void`)。 - **在对象创建时自动调用**,无需手动触发。 2. **核心作用** - 初始化对象的成员变量(分配内存、设置默认值等)。 - 确保对象在创建后处于合法且可用的状态。 3. **示例代码(C++)** ```cpp class Car { private: string brand; int year; public: // 构造函数 Car(string b, int y) { brand = b; year = y; } }; int main() { Car myCar("Toyota", 2020); // 调用构造函数初始化对象 return 0; } ``` --- #### **二、构造函数的类型** 根据参数用途的不同,构造函数可分为以下几类: 1. **默认构造函数(Default Constructor)** - **无参数**,用于创建对象时为成员变量赋默认值。 - 若未显式定义,编译器会自动生成一个空的默认构造函数。 - **显式定义示例**: ```cpp class Student { public: Student() { cout << "默认构造函数被调用!" << endl; } }; ``` 2. **参数化构造函数(Parameterized Constructor)** - 通过参数传递初始值,灵活初始化对象。 - **示例**: ```java public class Book { String title; public Book(String t) { title = t; } } ``` 3. **拷贝构造函数(Copy Constructor)** - **用同一类的已有对象初始化新对象**,通常用于深拷贝(Deep Copy)。 - **语法(C++)**: ```cpp class Vector { public: int size; // 拷贝构造函数 Vector(const Vector &v) { size = v.size; } }; ``` 4. **委托构造函数(C++11起支持)** - 允许一个构造函数调用同类中的其他构造函数,减少代码冗余。 - **示例**: ```cpp class Rectangle { int width, height; public: Rectangle() : Rectangle(1, 1) {} // 委托给带参构造函数 Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {} }; ``` --- #### **三、构造函数的特性与高级用法** 1. **初始化列表(Initialization List)** - **优势**:直接初始化成员变量,避免先默认构造赋值的开销。 - **必须使用初始化列表的场景**: - 初始化常量成员(`const`)。 - 初始化引用成员(`&`)。 - **语法(C++)**: ```cpp class Point { int x, y; public: Point(int a, int b) : x(a), y(b) {} // 初始化列表 }; ``` 2. **构造函数的调用顺序** - **继承体系中的调用顺序**: 基类构造函数 → 派生类成员变量的构造函数 → 派生类自身构造函数。 - **多继承时的顺序**:按继承声明顺序调用基类构造函数。 3. **构造函数与异常处理** - 若构造函数中抛出异常,对象将被标记为“未完全构造”,其析构函数不会执行。 - **解决方案**:使用智能指针(如`std::unique_ptr`)管理资源。 --- #### **四、不同语言中的构造函数差异** 1. **Java** - 构造函数可调用其他构造函数(`this()`)。 - 无析构函数,依赖垃圾回收机制。 ```java public class Phone { String model; public Phone() { this("Unknown"); // 调用带参构造函数 } public Phone(String m) { model = m; } } ``` 2. **Python** - 构造函数为`__init__`方法,需显式接受`self`参数。 - 支持动态成员赋值。 ```python class Dog: def __init__(self, name): self.name = name ``` 3. **JavaScript** - 构造函数为普通函数,通过`new`关键字调用。 - 使用`prototype`定义共享方法。 ```javascript function Person(name) { this.name = name; } let john = new Person("John"); ``` -- #### **五、常见问题与最佳实践** 1. **避免在构造函数中调用虚函数** - 若基类构造函数调用虚函数,实际执行的是基类版本,可能导致未定义行为。 2. **单例模式中的私有构造函数** - 通过私有化构造函数限制实例化次数。 ```cpp class Singleton { private: Singleton() {} // 私有构造函数 public: static Singleton& getInstance() { static Singleton instance; return instance; } }; ``` 3. **默认构造函数的生成规则** - 若类中定义了任何构造函数编译器不再生成默认构造函数。 -- #### **六、总结** 构造函数是对象生命周期的起点,合理使用能够提升代码的健壮性可维护性。开发者需根据具体需求选择构造函数类型,并注意资源管理、继承关系及语言特性差异。理解构造函数的底层机制(如内存分配、初始化顺序)是掌握面向对象编程的关键一步。
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