【C++学习笔记】拷贝构造函数以及深拷贝和浅拷贝

概念

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，其形参是本类对象的引用。其作用是使用一个已经存在的对象去初始化另一个同类的对象。

说明

1.在定义时通过等于号复制对象时，系统会自动调用拷贝构造函数。（注意，不是在任何时候等于号赋值都可以调用拷贝构造函数）
2.拷贝构造函数与原来构造函数实现了函数的重载。
（拷贝构造函数是构造函数的一个重载）

使用情景

1. 一个对象作为函数参数，以值传递的方式传入函数体；
2. 一个对象作为函数返回值，以值传递的方式从函数返回；
   3)一个对象用于给另外一个对象进行初始化（常称为赋值初始化）；
   来自百度百科

特点

• 拷贝构造函数的本质还是构造函数，所以其函数名和类名相同也不能有返回值类型。
• 该函数只能有一个参数，并且是同类对象的引用。
• 每个类都必须由一个拷贝构造函数。程序员可以定义特定的拷贝构造函数，以实现同类对象间的传递。如果没有定义，系统会自动补齐一个缺省的拷贝构造函数。（每一个类都必须有构造函数、拷贝构造函数、一定要有析构函数。这三个函数就像是人体中细胞必须要有细胞体、细胞复制、细胞凋亡一样，是最基础的功能）

拷贝构造函数的定

class 类名
{
public:
	类名(形参);
	类名(类名&对象名);//拷贝构造函数
	};
	类名::类名(类名&对象名)
	{}

//实例
class Human
{
public:
	Human();
	Human(Human&);
	};
	Human::Human(Human&){
		cout<<"This human is copied!"<<endl;
	}

拷贝构造函数的使用细节

下面这个例子说明多种情形下拷贝构造函数的使用，大家可以先计算一下这里调用了几次拷贝构造函数。

#include <iostream>
using namespace std;
#define Max(a,b)((a)>(b):(a):(b)cout<<a<<endl;)
class Human
{
public:
    Human(int age_in):age(age_in){};
    Human(Human&pp);
private:
    int age;
};

Human::Human(Human&pp){
    cout<<"This human is copied!"<<endl;
}
Human marrage(Human hus,Human wife){
    Human son(0);
    return son;
}
Human Who_marraage_money(Human hus,Human wife){
    return wife;
int Who_control_everything(Human& hus, Human&wife){
return 0;

}
}
int main() {
Human pp(1);
cout<<"-------"<<endl;
Human dd=pp;
cout<<"--------"<<endl;
Human son(dd);
cout<<"--------"<<endl;
son =pp;
cout<<"--------"<<endl;
son = marrage(pp,dd);
cout<<"--------"<<endl;
Who_marraage_money(dd,pp);
cout<<"--------"<<endl;
Who_control_everything(pp,dd);
cout<<"--------"<<endl;
return 0;
}

结果为：

-------
This human is copied!
--------
This human is copied!
--------
--------
This human is copied!
This human is copied!
--------
This human is copied!
This human is copied!
This human is copied!
--------
--------

接下来我们来分析一下为什么会这样。

int main() {
        Human  pp(1);//这里括号中值为1，只是调用了普通构造函数，符合函数重载的特点
        cout<<"-------"<<endl;
        Human son(pp);//这里括号内的值为一个同类对象，所以调用拷贝构造函数。
        cout<<"--------"<<endl;
        Human dd = pp;	//这里“=”表示初始化操作，和（）等价，所以也调用拷贝构造函数
          cout<<"--------"<<endl;
        son =pp;//这里虽然有等号，但是这里等号表示赋值，与上面的等号含义是不同的，属于浅拷贝不调用拷贝构造函数
          cout<<"--------"<<endl;
       son =  marrage(pp,dd);//这里只有在pp和dd传输给形参时会调用拷贝构造函数，而return处并不会调用拷贝构造函数，这是个细节，函数体内定义的对象传回时是不调用拷贝构造函数的。
          cout<<"--------"<<endl;
        Who_marraage_money(dd,pp);//这里return处就调用了拷贝构造函数
          cout<<"--------"<<endl;
    Who_control_everything(pp,dd);//这里形参是类的引用，引用不分配内存，只是给变量取了个“绰号”而已，其本质没有出现初始化赋值操作，所以不存在拷贝构造函数的调用。
  cout<<"--------"<<endl;
    
        return 0;
    }

浅拷贝和深拷贝

• 浅拷贝就是由缺省的构造函数所实现的数据成员逐一赋值，若类中含有指针类型的数据，则会产生错误。（如上例中dd=pp；的操作）
• 因此，为了解决浅拷贝中出现的错误，必须显式地定义一个自己的拷贝构造函数，使之不但能拷贝数据成员，而且为对象1和对象2分配各自的空间，这就是所谓的深拷贝。
  -为什么是浅拷贝？因为在拷贝构造函数中吸收的参数是该类的引用，系统是不给它分配对象的，所以无论怎么操作，最后生成的son或者dd都是和pp用同一个空间而已，并不会生成新的内存空间。（注意不是类的地址相同，而是数据成员用了同一个地址）

也就是说，在浅拷贝中，拷贝的变量和被拷贝的变量用的是同一块数据空间，当出现涉及内存的操作时，很容易出现问题。

深拷贝：通过在拷贝构造函数中定义新的内存来实现深入的拷贝效果。