普通變量的復(fù)制

有時(shí)我們會(huì)在定義一個(gè)變量的同時(shí)使用另一個(gè)變量來初始化它。

int a_variable=12;
int new_variable(a_variable);

通過已有的同類型變量來初始化自身很有用。
對(duì)自定義類型的對(duì)象是否可以通過一個(gè)存在的對(duì)象方便的復(fù)制呢？

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)又叫做拷貝構(gòu)造函數(shù)，它只有一個(gè)參數(shù)（既然需要復(fù)制，一個(gè)就夠了，若傳入兩個(gè)相同對(duì)象則沒有意義，若傳入兩個(gè)不同的對(duì)象，就沒必要叫做復(fù)制構(gòu)造函數(shù)了），參數(shù)類型為本類的引用。

如果程序員沒有編寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，編譯器會(huì)自動(dòng)生成復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，在復(fù)制構(gòu)造函數(shù)中按照成員變量進(jìn)行逐字節(jié)復(fù)制（初學(xué)可以這樣理解，實(shí)際上，個(gè)別編譯器并不總是會(huì)自動(dòng)生成復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，它們可能采用直接將源對(duì)象的各個(gè)值復(fù)制到目標(biāo)對(duì)象對(duì)應(yīng)的成員變量上，后面會(huì)介紹這種情況）。

class MyDate
{
	int day_;
	int year_;
public:
	MyDate(int day, int year)
	{
		day_ = day;
		year_ = year;
	}
	MyDate(const MyDate& date)
	{
		day_ = date.day_;
		year_ = date.year_;
		cout << "Date類的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行了!" << endl;
	}
	~MyDate() {}
};
void test()
{
	MyDate date1(12, 2021);
	MyDate date2(date1);
}
int main()
{
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

執(zhí)行為：

對(duì)于MyDate(const MyDate& date)參數(shù)列表中的const，因?yàn)閺?fù)制構(gòu)造函數(shù)參數(shù)另一個(gè)對(duì)象引用，如果不加const修飾，在此復(fù)制構(gòu)造函數(shù)中可能會(huì)改變?cè)瓕?duì)象的內(nèi)容，為了安全起見，應(yīng)加盡加。

如果程序員編寫了復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，則編譯器就不會(huì)生成默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)了（所以編寫了復(fù)制構(gòu)造函數(shù)之后就盡量在函數(shù)體內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)制操作，不要定義了復(fù)制構(gòu)造函數(shù)卻不完全或不實(shí)現(xiàn)復(fù)制操作）。

另一方面，所有的構(gòu)造函數(shù)（包括復(fù)制構(gòu)造函數(shù)）、析構(gòu)函數(shù)都無法從父類繼承，只能自己實(shí)現(xiàn)。

構(gòu)造函數(shù)如果只有一個(gè)參數(shù)且這個(gè)參數(shù)為本類對(duì)象，就會(huì)與復(fù)制構(gòu)造函數(shù)起沖突。如圖：

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的三種調(diào)用

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)在以下3種情況下會(huì)被調(diào)用：

1.當(dāng)使用一個(gè)A類型對(duì)象去初始化另一個(gè)A類型的對(duì)象時(shí)（剛創(chuàng)建好的，已創(chuàng)建好的不算），會(huì)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。注意觀察以下代碼：

Date date1(12,2012);//創(chuàng)建一個(gè)date1對(duì)象
Date date2(date1);//調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)
Date date3=date1;//也會(huì)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造 函數(shù)
date2=date1;//date2已存在，不會(huì)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，會(huì)調(diào)用賦值=操作函數(shù)

可以看到復(fù)制構(gòu)造函數(shù)只調(diào)用了兩次。

2.我們都知道C++傳參有傳值和傳引用（指針本質(zhì)上是傳值，傳的是實(shí)參的地址）。如果函數(shù)參數(shù)是一個(gè)自定義對(duì)象，那么會(huì)調(diào)用該自定義對(duì)象的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

在傳值的時(shí)候，編譯器會(huì)開辟一個(gè)空間（創(chuàng)建了一個(gè)臨時(shí)對(duì)象）存儲(chǔ)實(shí)參的值（這個(gè)過程會(huì)將實(shí)參的各個(gè)值分配復(fù)制給臨時(shí)對(duì)象），再將該值壓入棧中。

//類聲明略
void TestFunction(MyDate date)
{
	cout << "TestFunction()執(zhí)行了!" << endl;
}
void test()
{
	MyDate date1(12, 2021);
	TestFunction(date1);
}
//main函數(shù)略

結(jié)果如下：

3.如果函數(shù)的返回值是類MyDate的對(duì)象，則函數(shù)返回時(shí)，會(huì)調(diào)用該對(duì)象的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

//類聲明略
MyDate TestFunction2()
{
	MyDate date1(12, 2021);
	cout << &date1 << endl;
	return date1;
}
void test()
{
	cout << &TestFunction2() << endl;
}
//main函數(shù)省略

從復(fù)制構(gòu)造函數(shù)內(nèi)的輸出被兩個(gè)地址輸出夾住即可看出在哪里調(diào)用了復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的禁用

如果不希望自定義類型的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用。

僅僅不編寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù)是不行的，編譯器可能會(huì)自動(dòng)生成默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。應(yīng)該使用private修飾復(fù)制構(gòu)造函數(shù)（這時(shí)編譯器就不會(huì)生成自動(dòng)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)），此時(shí)不要實(shí)現(xiàn)這個(gè)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，如下：

這樣便既禁止了用戶調(diào)用此復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，又禁止了用戶通過其他成員函數(shù)或友元函數(shù)間接地調(diào)用它（如果我們僅僅把復(fù)制構(gòu)造函數(shù)聲明為private，聲明并實(shí)現(xiàn)了復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，雖然避免了用戶直接調(diào)用，但成員函數(shù)和友元函數(shù)還是可以調(diào)用，只有不實(shí)現(xiàn)它才能永絕后患）。

Bjarne Stroustrup認(rèn)為如果你希望禁止某些操作，就把它定義為一個(gè)私有的成員函數(shù)即可。

深拷貝與淺拷貝

如果成員變量含有指針類型，默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)并不會(huì)將指針指向的內(nèi)存中的值進(jìn)行賦值，僅僅將指針存儲(chǔ)的值（也就是一個(gè)地址）復(fù)制了一次（與我們所希望的不一致）。這時(shí)兩個(gè)指針指向了同一塊內(nèi)存空間，一旦一種一個(gè)指針?biāo)鶎俚膶?duì)象聲明周期結(jié)束，會(huì)調(diào)用它自己的析構(gòu)函數(shù)回收指針指向的內(nèi)存空間。這時(shí)另一個(gè)指針遍指向了一個(gè)垃圾值，這個(gè)指針也變?yōu)榱丝諔抑羔?。以上就是我們常提到的淺拷貝。

實(shí)際開發(fā)當(dāng)中要竭力避免以上清情況的發(fā)生（當(dāng)成員變量含有指針或動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存等情況）。

深拷貝如下：

class MyDate
{
private:
	char* buffer_;
public:
	MyDate(const char *init);//實(shí)現(xiàn)略
	MyDate(const MyDate &date)
	{
		if(date.buffer_!=nullptr)
		{
			buffer_=new char[strlen(date.buffer_)+1];
			strcpy(buffer_,date.buffer_);
		}
		else
		{
			buffer=nullptr;
		}
	}
}

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)先檢查date中的buffer_的字符串大小，然后分配此大小+1的內(nèi)存給新創(chuàng)建的對(duì)象的buffer_（strlen函數(shù)不會(huì)計(jì)算'\0'字符），最后使用strcpy函數(shù)將date的buffer_指向的內(nèi)存中的內(nèi)容復(fù)制到新創(chuàng)建的對(duì)象的buffer_所指向的空間（strcpy函數(shù)會(huì)吧'\0'字符一并復(fù)制）。最后實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)指針指向了不同的存儲(chǔ)空間（兩個(gè)空間的內(nèi)容相同）。

如果我們要編寫需要字符的成員時(shí)，盡量使用string。它會(huì)像其他成員變量一樣進(jìn)行復(fù)制，因?yàn)閟tring有自己的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

一定會(huì)生成默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)嗎？

我們前面提到如果程序員沒有定義自己的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，編譯器會(huì)為我們生成一個(gè)默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

實(shí)際上以下4中情況編譯器會(huì)為我們生成默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

1.沒有為類編寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，但該類含有自定義類型或string等類型作為成員變量時(shí)。

2.沒有為類編寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，但該類繼承了一個(gè)含有復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的類時(shí)，編譯器會(huì)生成默認(rèn)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，在該函數(shù)中調(diào)用父類的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

3.沒有為類編寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，但是該類定義了虛函數(shù)或者該類的父類定義了虛函數(shù)。，

4.沒有為類編寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，但是該類有虛基類。

參考

The C++ Programming Language (美) Bjarne Stroustrup

Thinking in C++ Volume One:Introduction toStandard C++ (美）Bruce Eckel

C++新經(jīng)典 對(duì)象模型 王建偉

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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