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一、拷贝构造函数
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一、拷贝构造函数
1.1拷贝构造函数的概念
1.2拷贝构造函数的写法
1.3编译器生成的拷贝构造
1.4拷贝构造函数的用法
1.5拷贝构造函数典型调用场景 一、拷贝构造函数
1.1拷贝构造函数的概念 拷贝构造函数是一种特殊的构造函数。这种构造函数由编译器用用于基于同一类的其他对象的构建及初始化也就是是创建对象的时候用一个已存在的对象去初始化待创建的对象。拷贝构造函数的形参必须是引用但并不限制为const一般普遍的会加上const限制。
例如如果我们有一个名为Date的类并且我们希望创建一个新的Date对象作为现有Date对象的副本我们可以使用拷贝构造函数来实现这一点。在这种情况下新的Date对象将具有与现有对象相同的属性值。
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year 1970;int _month 1;int _day 1;
};Data d1;//定义一个日期类对象d1
Data d2(d1);//会去调用拷贝构造函数拷贝构造函数是针对自定义类型的自定义类型的对象在拷贝的时候C规定必须要调用拷贝构造函数。
1.2拷贝构造函数的写法
在上面的概念中提到拷贝构造函数的形参必须是引用这是为什么呢 形参不是引用的情况 Data(Data d)//错误的拷贝构造
{_year d._year;_month d._month;_day d._day;
}Test()
{Date d1(2023, 11, 20);Date d2(d1);
} 我们创建一个d2对象把实参d1传递过去然后用形参 d 接收最后把形参 d 的值赋给this指针this指针指向的是d2到这里我们觉得一切正常但是这段代码有很大的错误。 ️为什么错误 问题就在于我们传参时没有使用引用上面代码传参使用的是值传递值传递形参是实参的一份临时拷贝拷贝也就是要形参d与实参d1有相同的属性值所以还要调用拷贝构造这里就会引发无穷递归调用。 形参 d 在接收实参d1的时候又要去调用拷贝构造来创建 d 这次调用拷贝构造又会有一个形参 d 这个形参d 又需要调用拷贝构造才能创建一直递归调用。为了避免出现这种无穷递归编译器会自行检查如果拷贝构造函数的形参是值传递编译时会直接报错。 形参是引用的情况 为了使代码不在无穷递归拷贝构造函数的形参只能有一个并且必须是类类型对象的引用。下面才是正确的拷贝构造函数 Data(Data d)//正确的拷贝构造
{_year d._year;_month d._month;_day d._day;
}
Data d1(2023, 7, 20);//定义一个日期类对象d1
Data d2(d1);这里形参 d 是d1的别名它两共用一块空间此时就不会再去无穷无尽的调用拷贝构造。 1.3编译器生成的拷贝构造 拷贝构造是一种默认成员函数我们不写编译器会自动生成。默认的拷贝构造函数对内置类型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对自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝。
class Time//定义时间类
{
public:Time()//普通构造函数{_hour 1;_minute 1;_second 1;}Time(const Time t)//拷贝构造函数{_hour t._hour;_minute t._minute;_second t._second;cout Time::Time(const Time) endl;}
private://成员变量int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year 1970;int _month 1;int _day 1;// 自定义类型Time _t;
};int main()
{Date d1;// 用已经存在的d1拷贝构造d2此处会调用Date类的拷贝构造函数// 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构造函数Date d2(d1);return 0;
}1.4拷贝构造函数的用法 编译器默认生成的构造函数对内置类型和自定义类型都做了处理。那我们是不是就可以不写拷贝构造函数了呢答案是否定的对于日期类我们可以不写用编译器自己生成的但是对于一些需要自己开辟空间对象要进行深拷贝构造函数是非写不可的。栈就是一个典型的需要我们自己写构造函数的例子
typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity 10){_array (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));if (nullptr _array){perror(malloc申请空间失败);return;}_size 0;_capacity capacity;}void Push(const DataType data){// CheckCapacity();_array[_size] data;_size;}~Stack(){if (_array){free(_array);_array nullptr;_capacity 0;_size 0;}}
private:DataType *_array;size_t _size;size_t _capacity;
};
int main()
{Stack s1;s1.Push(1);s1.Push(2);Stack s2(s1);return 0;
}如上代码定义了一个Stack类栈中的成员变量都是内置类型。我们没有写它的拷贝构造函数编译器默认生成的拷贝构造函数会对这三个成员变量都完成值拷贝浅拷贝。 ️浅拷贝 浅拷贝是创建一个新的对象并把原有的对象属性值完整地拷贝过来。这种拷贝方式既包括了原始类型的值也包括了引用类型的内存地址。对于数据类型是基本数据类型的成员变量浅拷贝会直接进行值传递也就是将该属性值复制一份给新的对象。 s2调用拷贝构造函数Stack类中没有显示定义的拷贝构造函数则调用编译器默认生成的拷贝构造函数将s1的值拷贝到s2中因此s1和s2指向同一块内存空间。当程序退出s1和s2要销毁s2先销毁s2销毁时调用析构函数已经将0x11223344这块空间释放了但是s1并不知道到s1销毁的时候会将0x11223344这块空间再释放一次一块内存空间多次释放最终就会导致程序崩溃。 ️深拷贝 通过上面的分析可以看出简单的浅拷贝不能满足栈的需求因此对于栈我们需要自己写一个拷贝构造函数来实现深拷贝。深拷贝是对对象具体内容进行复制它会创建一个新的对象实例并复制所有属性以及这些属性指向的动态分配的内存。 //自己写的拷贝构造函数实现深拷贝
Stack(const Stack st)
{DataType* tmp (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * st._capacity);if (nullptr tmp){perror(malloc申请空间失败);return;}memcpy(tmp, st._array, sizeof(DataType) * st._size);_array tmp;_size st._size;_capacity st._capacity;
}深浅拷贝的区别在于他们处理对象内存的方式不同。浅拷贝新旧对象还是共享同一块内存改变其中一个另一个也会受影响。而深拷贝则会复制出一个全新的对象实例新对象跟原对象不共享内存两者操作互不影响。因此在某些情况下浅拷贝可能会使旧对象和新对象产生相互影响这可能会导致数据的不一致。在这种情况下你可能需要自定义深拷贝构造函数来创建一个新的、独立的对象实例。
注意类中如果没有涉及资源申请时拷贝构造函数写不写都可以一旦涉及到资源申请时拷贝构造函数是一定要写的否则就是浅拷贝。
1.5拷贝构造函数典型调用场景
使用已存在对象创建新对象函数参数类型为类类型对象函数返回值类型为类类型对象
class Data
{
public:Data(int year 1, int month 1, int day 1){cout 调用构造函数 this endl;cout endl;_year year;_month month;_day day;}Data(const Data d){cout 调用拷贝构造 this endl;cout endl;_year d._year;_month d._month;_day d._day;}~Data(){cout ~Data() this endl;cout endl;}
private:int _year;int _month;int _day;//可以不用写析构因为全是自定义类型并且没有动态申请的空间这三个成员变量会随着对象生命周期的结束而自动销毁
};
Data Text(Data x)
{Data tmp;return tmp;
}int main()
{Data d1(2023, 4, 29);Text(d1);return 0;
}总结 自定义类型在传参的时候形参最好用引用来接收这样可以避免调用拷贝构造函数尤其是深拷贝的时候会大大的提高效率函数返回时如果返回的对象在函数栈帧销毁后还在最好也用引用返回。 结语 本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言博主一定认真认真修改以后写出更好的文章。你们的支持就是博主最大的动力。
