c++中 拷贝构造函数的深拷贝和浅拷贝

C++中对象的复制就如同“克隆”,用一个已有的对象快速地复制出多个完全相同的对象。一般而言,以下三种情况都会使用到对象的复制:

(1)建立一个新对象,并用另一个同类的已有对象对新对象进行初始化,例如:

class Rect{private:int width;int height;};Rect rect1;Rect rect2(rect1); // 使用rect1初始化rect2,,此时会进行对象的复制

(2)当函数的参数为类的对象时,这时调用此函数时使用的是值传递,也会产生对象的复制,例如:

void fun1(Rect rect){…}int main(){Rect rect1;fun1(rect1);// 此时会进行对象的复制return 0;}

(3)函数的返回值是类的对象时,在函数调用结束时,需要将函数中的对象复制一个临时对象并传给改函数的调用处,例如:

Rect fun2(){Rect rect;return rect;}int main(){Rect rect1;rect1=fun2();// 在fun2返回对象时,会执行对象复制,复制出一临时对象,// 然后将此临时对象“赋值”给rect1return 0;}

对象的复制都是通过一种特殊的构造函数来完成的,这种特殊的构造函数就是拷贝构造函数(copy constructor,也叫复制构造函数)。拷贝构造函数在大多数情况下都很简单,甚至在我们都不知道它存在的情况下也能很好发挥作用,但是在一些特殊情况下,特别是在对象里有动态成员的时候,就需要我们特别小心地处理拷贝构造函数了。下面我们就来看看拷贝构造函数的使用。

一、默认拷贝构造函数

很多时候在我们都不知道拷贝构造函数的情况下,传递对象给函数参数或者函数返回对象都能很好的进行,这是因为编译器会给我们自动产生一个拷贝构造函数,这就是“默认拷贝构造函数”,这个构造函数很简单,仅仅使用“老对象”的数据成员的值对“新对象”的数据成员一一进行赋值,它一般具有以下形式:

Rect::Rect(const Rect& r){width = r.width;height = r.height;}

当然,以上代码不用我们编写,编译器会为我们自动生成。但是如果认为这样就可以解决对象的复制问题,那就错了,让我们来考虑以下一段代码:

class Rect{public:Rect()// 构造函数,计数器加1{count++;}~Rect()// 析构函数,计数器减1{count–;}static int getCount()// 返回计数器的值{return count;}private:int width;int height;static int count;// 一静态成员做为计数器};int Rect::count = 0;// 初始化计数器int main(){Rect rect1;cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl;Rect rect2(rect1); // 使用rect1复制rect2,此时应该有两个对象cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl;return 0;}

这段代码对前面的类进行了一下小小的修改,加入了一个静态成员,目的是进行计数,统计创建的对象的个数,在每个对象创建时,通过构造函数进行递增,在销毁对象时,通过析构函数进行递减。在主函数中,首先创建对象rect1,输出此时的对象个数,然后使用rect1复制出对象rect2,再输出此时的对象个数,按照理解,此时应该有两个对象存在,但实际程序运行时,输出的都是1,反应出只有1个对象。此外,在销毁对象时,由于会调用销毁两个对象,类的析构函数会调用两次,此时的计数器将变为负数。出现这些问题最根本就在于在复制对象时,计数器没有递增,解决的办法就是重新编写拷贝构造函数,在拷贝构造函数中加入对计数器的处理,形成的拷贝构造函数如下:

class Rect{public:Rect()// 构造函数,计数器加1{count++;}Rect(const Rect& r) // 拷贝构造函数{width = r.width;height = r.height;count++; // 计数器加1}~Rect()// 析构函数,计数器减1{count–;}static int getCount()// 返回计数器的值{return count;}private:int width;int height;static int count;// 一静态成员做为计数器};

自己编写拷贝构造函数又可以分为两种情况——浅拷贝与深拷贝。

二、浅拷贝

所谓浅拷贝,指的是在对象复制时,只是对对象中的数据成员进行简单的赋值,上面的例子都是属于浅拷贝的情况,默认拷贝构造函数执行的也是浅拷贝。大多情况下“浅拷贝”已经能很好地工作了,但是一旦对象存在了动态成员,那么浅拷贝就会出问题了,让我们考虑如下一段代码:

class Rect{public:Rect()// 构造函数,p指向堆中分配的一空间{p = new int(100);}~Rect()// 析构函数,释放动态分配的空间{if(p != NULL){delete p;}}private:int width;int height;int *p;// 一指针成员};int main(){Rect rect1;Rect rect2(rect1); // 复制对象return 0;}

在这段代码运行结束之前,会出现一个运行错误。原因就在于在进行对象复制时,对于动态分配的内容没有进行正确的操作。我们来分析一下:

在运行定义rect1对象后,由于在构造函数中有一个动态分配的语句,因此执行后的内存情况大致如下:

在使用rect1复制rect2时,由于执行的是浅拷贝,只是将成员的值进行赋值,所以此时rect1.p和rect2.p具有相同的值,也即这两个指针指向了堆里的同一个空间,如下图所示:

纵然伤心,也不要愁眉不展,因为你不知是谁会爱上你的笑容

c++中 拷贝构造函数的深拷贝和浅拷贝

相关文章:

你感兴趣的文章:

标签云: