1 拷贝构造引出
在现实生活中,可能存在一个与你一样的自己,我们称其为双胞胎。
那在创建对象时,可否创建一个与已存在对象一某一样的新对象呢?
拷贝构造函数:只有单个形参,该形参是对本类类型对象的引用(一般常用const修饰),在用已存在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用。
2 拷贝构造特型
拷贝构造函数在C++中有一些重要的特性,了解这些特性有助于更好地使用和实现它们。以下是两个主要的特性:
1. 拷贝构造函数是构造函数的重载形式
拷贝构造函数是构造函数的一种特殊形式,它的参数是同类对象的引用。它的定义形式如下:
classname(const classname &obj);
例如:
class Point {
public:
Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}
Point(const Point &p); // 拷贝构造函数
private:
int x, y;
};
Point::Point(const Point &p) {
x = p.x;
y = p.y;
}
在这个例子中,Point
类的拷贝构造函数通过引用参数 p
初始化新对象的成员变量 x
和 y
。
2. 拷贝构造函数的参数必须是类类型对象的引用
拷贝构造函数的参数必须是类类型对象的引用,而不能是传值方式。这是因为传值方式会导致无穷递归调用,从而引发编译错误。引用参数可以避免这种递归调用。
例如:
class Date {
public:
Date(int year, int month, int day) : year(year), month(month), day(day) {}
Date(const Date &d); // 正确的拷贝构造函数
private:
int year, month, day;
};
Date::Date(const Date &d) {
year = d.year;
month = d.month;
day = d.day;
}
如果使用传值方式定义拷贝构造函数,会导致编译错误:
class Date {
public:
Date(int year, int month, int day) : year(year), month(month), day(day) {}
Date(Date d); // 错误的拷贝构造函数
private:
int year, month, day;
};
Date::Date(Date d) {
year = d.year;
month = d.month;
day = d.day;
}
3. 若未显式定义,编译器会生成默认的拷贝构造函数。
默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝,这种拷贝叫做浅拷贝,或者值拷贝。
浅拷贝的例子
浅拷贝会直接复制对象的所有成员变量,包括指针成员的地址。这可能会导致多个对象共享同一块内存,从而引发潜在的问题,如双重释放内存。
#include <iostream>
using namespace std;
class ShallowCopy {
public:
int *data;
ShallowCopy(int d);
ShallowCopy(const ShallowCopy &source);
~ShallowCopy();
void display() const { cout << "Data: " << *data << endl; }
};
ShallowCopy::ShallowCopy(int d) {
data = new int;
*data = d;
}
ShallowCopy::ShallowCopy(const ShallowCopy &source) : data(source.data) {
cout << "调用浅拷贝构造函数" << endl;
}
ShallowCopy::~ShallowCopy() {
delete data;
cout << "调用析构函数" << endl;
}
int main() {
ShallowCopy obj1(10);
ShallowCopy obj2 = obj1; // 浅拷贝
obj2.display();
return 0;
}
代码报错
深拷贝的解决方案
为了避免浅拷贝带来的问题,我们可以显式定义一个拷贝构造函数,进行深拷贝。深拷贝会为每个对象分配独立的内存空间,从而避免共享内存的问题。
#include <iostream>
using namespace std;
class Deep {
public:
int *data;
Deep(int d);
Deep(const Deep &source); // 深拷贝构造函数
~Deep();
void display() const { cout << "Data: " << *data << endl; }
};
Deep::Deep(int d) {
data = new int;
*data = d;
}
Deep::Deep(const Deep &source) {
data = new int;
*data = *source.data;
cout << "调用深拷贝构造函数" << endl;
}
Deep::~Deep() {
delete data;
cout << "调用析构函数" << endl;
}
int main() {
Deep obj1(10);
Deep obj2 = obj1; // 触发深拷贝构造函数
obj2.display();
return 0;
}
代码成功调用