拷贝构造函数详解及存在的一些问题

1.概念

拷贝构造函数用于创建一个与当前对象相同的新对象。

拷贝构造函数只有一个参数，形参是对本类类型对象的引用，一般用const修饰。当用一个已存在的对象创建新对象时系统自动调用。

2.特征

1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。

2.1传参导致的无穷递归

1. 拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，
因为会引发无穷递归调用。

拷贝构造函数写法及使用如下：

#include <iostream>
using namespace std;


class Date
{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
    //拷贝构造函数写法    
	// Date(const Date& d) // 正确写法
	Date(const Date d) // 错误写法：编译报错，会引发无穷递归
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	Date d2(d1); //此处系统自动调用拷贝构造函数
	return 0;
}

用d1拷贝d2时，d2调用拷贝构造，d1传值给形参date

d1传值给形参date时，date要调动拷贝构造获得d1的值，此时date调用拷贝构造，d1传值给date′

d1传值给date′时，date′又要调动拷贝构造获得d1的值，此时date′调用拷贝构造，d1传值给date′′。

这样就会一直递归下去。

2.2默认拷贝构造函数及浅拷贝

1. 若未显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按
字节序完成拷贝，这种拷贝叫做浅拷贝，或者值拷贝。

#include <iostream>
using namespace std;

class Time
{
public:
	Time()
	{
		_hour = 1;
		_minute = 1;
		_second = 1;
	}
	//自定义的浅拷贝
	Time(const Time& t)
	{
		_hour = t._hour;
		_minute = t._minute;
		_second = t._second;
		cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;
	}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date
{
private:
	// 基本类型(内置类型)
	int _year = 1970;
	int _month = 1;
	int _day = 1;
	// 自定义类型
	Time _t;
};
int main()
{
	Date d1;
	// 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
	// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数
	Date d2(d1);
	return 0;
}

注意：在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节方式直接拷贝的，而自定
义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。

2.3 深拷贝

1. 编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己显式实现吗？
当然像日期类这样的类是没必要的。但若是涉及到动态开辟空间会造成一些问题，如下。

#include <iostream>
using namespace std;

// 这里会发现下面的程序会崩溃掉？这里就需要深拷贝去解决。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
	Stack(size_t capacity = 10)
	{
		_array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
		if (nullptr == _array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_size = 0;
		_capacity = capacity;
	}
	void Push(const DataType& data)
	{
		// CheckCapacity();
		_array[_size] = data;
		_size++;
	}
	~Stack()
	{
		if (_array)
		{
			free(_array);
			_array = nullptr;
			_capacity = 0;
			_size = 0;
		}
	}
private:
	DataType* _array;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};
int main()
{
	Stack s1;
	s1.Push(1);
	s1.Push(2);
	s1.Push(3);
	s1.Push(4);
	Stack s2(s1);
	return 0;
}

 在类中显示定义深拷贝：

	Stack(const Stack& s)
	{
		_array = (DataType*)malloc(s._capacity * sizeof(DataType));
		_size = s._size;
		_capacity = s._capacity;
		for (int i = 0; i < s._capacity; i++)
		{
			_array[i] = s._array[i];
		}
	}

给新创建的类的_array也开辟相同大小的空间并赋值可以使新类与旧类的_array地址不同，也就不会造成同一对象两次析构了。

注意：类中如果没有涉及资源申请时，拷贝构造函数是否写都可以；一旦涉及到资源申请
时，则拷贝构造函数是一定要写的，否则就是浅拷贝。

2.4拷贝构造函数典型调用场景

1. 使用已存在对象创建新对象
2. 函数参数类型为类类型对象
3. 函数返回值类型为类类型对象

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	Date(int year, int minute, int day)
	{
		cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;
	}
	Date(const Date& d)
	{
		cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;
	}
	~Date()
	{
		cout << "~Date():" << this << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
Date Test(Date d)
{
	Date temp(d);
	return temp;
}
int main()
{
	Date d1(2022, 1, 13);
	Test(d1);
	return 0;
}

 为了提高程序效率，一般对象传参时，尽量使用引用类型，返回时根据实际场景，能用引用
尽量使用引用。