C++拷贝构造函数和赋值构造函数

最新推荐文章于 2024-04-25 18:40:56 发布

转载最新推荐文章于 2024-04-25 18:40:56 发布 · 442 阅读

C/C++ 专栏收录该内容

5 篇文章

订阅专栏

本文详细解析了C++中复制构造函数与赋值运算符的区别及其应用场景，通过实例展示了何时调用复制构造函数及赋值运算符，并提供了正确实现的指导。

先来一个实例：

首先要说明的是，若用户没有定义，C++隐式声明一个复制构造函数和一个赋值运算符（完成按数据成员复制的动作）。二者很像，但是在下边这点上有很大的不同：复制构造函数是只在对象实例化时才会被调用，也就是说，在复制构造函数调用期间，这个对象处于一个未决状态（直到复制构造函数被成功调用），另外复制构造函数不返回任何值，void都没有。而赋值运算符则在一个现存的对象被赋予新的值时被调用，并且它有返回值。

在下边这个例子中我们能看到并不是出现“=”就是调用赋值构造函数：

#include <iostream>
 using namespace std;
 class Test{
     public:
         Test() { ctor_count++; cout<<"ctor "<<ctor_count<<endl; }
         Test(const Test & r) { ctor_count++; cout<<"copy ctor "<<ctor_count<<endl; }
         Test & operator= (const Test& r) {
                ctor_count++; cout<<"assignment op "<<ctor_count<<endl;
                return *this;
          }
     private:
         static int ctor_count; //only a declaration
  };
 int Test::ctor_count=0; // definition + initialization
 int main(){
      Test test;
      Test test1=test;
      Test test2(test);
      Test test3=test2=test1;
      return 0;
}

运行结果为:

ctor 1
copy ctor 2
copy ctor 3
assignment op 4
copy ctor 5

我们看到实例化test对象时调用了默认构造函数，test1使用了复制构造函数（因为这是一个新的对象产生），test2时也是用了复制构造函数，而 test2=test1则使用了赋值构造函数（没有新的对象产生），test2=test3则使用了复制构造函数，原因同上。

请先记住以下的警告：

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）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；

（3）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::operator =(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。

上面这句话的意思就是拷贝构造函数的参数是引用类型的，所以调用拷贝构造函数的时候不需要判断参数是否为NULL,因为引用是绑定一个值的。而如果是普通的构造函数的话，是参数可能是指针，我们就要先进行判断指针的值是否是NULL。

上面的（1）检查自赋值是非常有必要的，判断是不是相等，因为如果是自己复制给自己的话，那么（2）那边已经把自己释放了，就会造成错误。


if(this == &other)
//不要把上面的语句错写成
if( *this == other)

最后，赋值构造函数是要返回对象的，以便赋值之后的操作。可能是调用函数等。

例如：

Fun(a = b);