拷贝构造函数(一)——哲学三连:http://www.cnblogs.com/tenjl-exv/p/8017814.html
拷贝构造函数(二)——深拷贝与浅拷贝:http://www.cnblogs.com/tenjl-exv/p/8017909.html
拷贝构造函数(三)——重载赋值运算符:http://www.cnblogs.com/tenjl-exv/p/8017983.html
关于拷贝函数中的赋值操作符重载
以下讨论中将用到的例子:
1 class CExample 2 { 3 public: 4 CExample() 5 { 6 pBuffer=NULL; 7 nSize=0; 8 } 9 ~CExample() 10 { 11 delete pBuffer; 12 } 13 14 void Init(int n) 15 { 16 pBuffer=new char[n]; 17 nSize=n; 18 } 19 private: 20 char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源 21 int nSize; 22 };
这个类的主要特点是包含指向其他资源的指针。
pBuffer指向堆中分配的一段内存空间。
一、拷贝构造函数
1 int main(int argc, char* argv[]) 2 { 3 CExample theObjone; 4 theObjone.Init(40); 5 6 //现在需要另一个对象,需要将他初始化称对象一的状态 7 CExample theObjtwo = theObjone; 8 ... 9 }
语句"CExample theObjtwo=theObjone;"
用theObjone初始化theObjtwo。
其完成方式是内存拷贝,复制所有成员的值。
完成后,theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。
即它们将指向同样的地方,指针虽然复制了,但所指向的空间并没有复制,而是由两个对象共用了。
这样不符合要求,对象之间不独立了,并为空间的删除带来隐患。
所以需要采用必要的手段来避免此类情况。
回顾一下此语句的具体过程:首先建立对象theObjtwo,并调用其构造函数,然后成员被拷贝。
可以在构造函数中添加操作来解决指针成员的问题。
所以C++语法中除了提供缺省形式的构造函数外,
还规范了另一种特殊的构造函数:拷贝构造函数。
上面的语句中,如果类中定义了拷贝构造函数,这对象建立时,调用的将是拷贝构造函数,
在拷贝构造函数中,可以根据传入的变量,复制指针所指向的资源。
提供了拷贝构造函数后的CExample类定义为:
1 class CExample 2 { 3 public: 4 CExample() 5 { 6 pBuffer=NULL; nSize=0; 7 } 8 ~CExample() 9 { 10 delete pBuffer; 11 } 12 CExample(const CExample&); //拷贝构造函数 13 14 void Init(int n) 15 { 16 pBuffer=new char[n]; 17 nSize=n; 18 } 19 private: 20 char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源 21 int nSize; 22 }; 23 24 CExample::CExample(const CExample& RightSides) //拷贝构造函数的定义 25 { 26 nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员 27 pBuffer=new char[nSize]; //复制指针指向的内容 28 memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char)); 29 }
这样,定义新对象,并用已有对象初始化新对象时,
CExample(const CExample& RightSides)将被调用,
而已有对象用别名RightSides传给构造函数,以用来作复制。
原则上,应该为所有包含动态分配成员的类都提供拷贝构造函数。
拷贝构造函数的另一种调用。
二、赋值操作符的重载
下面的代码与上例相似
1 int main(int argc, char* argv[]) 2 { 3 CExample theObjone; 4 theObjone.Init(40); 5 6 CExample theObjthree; 7 theObjthree.Init(60); 8 9 //现在需要一个对象赋值操作,被赋值对象的原内容被清除,并用右边对象的内容填充。 10 theObjthree = theObjone; //对一个已存在的对象赋值 11 return 0; 12 }
也用到了"="号,但与"一、"中的例子不同,
"一、"的例子中,"="在对象声明语句中,表示初始化,更多时候,这种初始化也可用括号表示。
例如 CExample theObjone(theObjtwo);
而在本例中,"="表示赋值操作。
将对象theObjone的内容复制到对象theObjthree,
这其中涉及到对象theObjthree原有内容的丢弃,新内容的复制。
但"="的缺省操作只是将成员变量的值相应复制。旧的值被自然丢弃。
由于对象内包含指针,将造成不良后果:指针的值被丢弃了,但指针指向的内容并未释放(delete)。
指针的值被复制了,但指针所指内容并未复制。
因此,包含动态分配成员的类除提供拷贝构造函数外,还应该考虑重载"="赋值操作符号。
类定义变为:
1 class CExample 2 { 3 ... 4 CExample(const CExample&); //拷贝构造函数 5 CExample& operator = (const CExample&); //赋值符重载 6 ... 7 }; 8 9 //赋值操作符重载 10 CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides) 11 { 12 nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员 13 char *temp=new char[nSize]; //复制指针指向的内容 14 memcpy(temp,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char)); 15 16 delete []pBuffer; 17 //删除原指针指向内容 (将删除操作放在后面,避免X=X特殊情况下,内容的丢失) 18 pBuffer=temp; //建立新指向 19 return *this 20 }
拷贝构造函数使用赋值运算符重载后的代码
1 CExample::CExample(const CExample& RightSides) 2 { 3 pBuffer=NULL; 4 *this=RightSides //调用重载后的"=" 5 }
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) 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) 在对象被析构时,m_data 被释放了两次。
类String 的拷贝构造函数与赋值函数
1 // 拷贝构造函数 2 String::String(const String &other) 3 { 4 // 允许操作other 的私有成员m_data 5 int length = strlen(other.m_data); 6 m_data = new char[length+1]; 7 strcpy(m_data, other.m_data); 8 } 9 10 // 赋值函数 11 String & String::operate =(const String &other) 12 { 13 // (1) 检查自赋值 14 if(this == &other) 15 return *this; 16 17 // (2) 释放原有的内存资源 18 delete [] m_data; 19 20 // (3)分配新的内存资源,并复制内容 21 int length = strlen(other.m_data); 22 m_data = new char[length+1]; 23 strcpy(m_data, other.m_data); 24 25 // (4)返回本对象的引用 26 27 return *this; 28 }
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
1 // 内容自赋值 2 b = a; 3 … 4 c = b; 5 … 6 a = c; 7 8 // 地址自赋值 9 b = &a; 10 … 11 a = *b;
也许有人会说:“即使出现自赋值,我也可以不理睬,大不了花点时间让对象复制自己而已,反正不会出错!”
那就大错特错了。
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:
1 class A 2 { … 3 private: 4 A(const A &a); // 私有的拷贝构造函数 5 A & operate =(const A &a); // 私有的赋值函数 6 };
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。