關于拷貝構造函數和賦值運算符

2019-11-17 05:45:28

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供稿：網友

作者：馮明德

重點:包含動態分配成員的類應提供拷貝構造函數,并重載"="賦值操作符。

以下討論中將用到的例子:

class CExample
{
public:
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
~CExample(){delete pBuffer;}
void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}
PRivate:
char *pBuffer; //類的對象中包含指針,指向動態分配的內存資源
int nSize;
};

這個類的主要特點是包含指向其他資源的指針。

pBuffer指向堆中分配的一段內存空間。

一、拷貝構造函數

int main(int argc, char* argv[])
{
CExample theObjone;
theObjone.Init40);

//現在需要另一個對象,需要將他初始化稱對象一的狀態
CExample theObjtwo=theObjone;
...
}

語句"CExample theObjtwo=theObjone;"用theObjone初始化theObjtwo。

其完成方式是內存拷貝，復制所有成員的值。

完成后，theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。

即它們將指向同樣的地方，指針雖然復制了，但所指向的空間并沒有復制，而是由兩個對象共用了。這樣不符合要求，對象之間不獨立了，并為空間的刪除帶來隱患。

所以需要采用必要的手段來避免此類情況。

回顧以下此語句的具體過程:首先建立對象theObjtwo，并調用其構造函數，然后成員被拷貝。

可以在構造函數中添加操作來解決指針成員的問題。

所以C++語法中除了提供缺省形式的構造函數外，還規范了另一種非凡的構造函數：拷貝構造函數，上面的語句中，假如類中定義了拷貝構造函數，這對象建立時，調用的將是拷貝構造函數，在拷貝構造函數中，可以根據傳入的變量，復制指針所指向的資源。

拷貝構造函數的格式為:構造函數名(對象的引用)

提供了拷貝構造函數后的CExample類定義為:

class CExample
{
public:
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
~CExample(){delete pBuffer;}
CExample(const CExample&); //拷貝構造函數
void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}
private:
char *pBuffer; //類的對象中包含指針,指向動態分配的內存資源
int nSize;
};

CExample::CExample(const CExample& RightSides) //拷貝構造函數的定義
{
nSize=RightSides.nSize; //復制常規成員
pBuffer=new char[nSize]; //復制指針指向的內容
memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));
}

這樣，定義新對象，并用已有對象初始化新對象時，CExample(const CExample& RightSides)將被調用，而已有對象用別名RightSides傳給構造函數，以用來作復制。

原則上，應該為所有包含動態分配成員的類都提供拷貝構造函數。

拷貝構造函數的另一種調用。

當對象直接作為參數傳給函數時，函數將建立對象的臨時拷貝，這個拷貝過程也將調同拷貝構造函數。

例如

BOOL testfunc(CExample obj);

testfunc(theObjone); //對象直接作為參數。

BOOL testfunc(CExample obj)
{
//針對obj的操作實際上是針對復制后的臨時拷貝進行的
}

還有一種情況，也是與臨時對象有關的

當函數中的局部對象被被返回給函數調者時，也將建立此局部對象的一個臨時拷貝，拷貝構造函數也將被調用

CTest func()
{
CTest theTest;
return theTest
}

二、賦值符的重載

下面的代碼與上例相似

int main(int argc, char* argv[])
{
CExample theObjone;
theObjone.Init(40);

CExample theObjthree;
theObjthree.Init(60);

//現在需要一個對象賦值操作,被賦值對象的原內容被清除，并用右邊對象的內容填充。
theObjthree=theObjone;
return 0;
}

也用到了"="號，但與"一、"中的例子并不同，"一、"的例子中，"="在對象聲明語句中，表示初始化。更多時候,這種初始化也可用括號表示。

例如 CExample theObjone(theObjtwo);

而本例子中，"="表示賦值操作。將對象theObjone的內容復制到對象theObjthree;，這其中涉及到對象theObjthree原有內容的丟棄，新內容的復制。

但"="的缺省操作只是將成員變量的值相應復制。舊的值被自然丟棄。

由于對象內包含指針，將造成不良后果:指針的值被丟棄了，但指針指向的內容并未釋放。指針的值被復制了，但指針所指內容并未復制。

因此，包含動態分配成員的類除提供拷貝構造函數外，還應該考慮重載"="賦值操作符號。

類定義變為:

class CExample
{
...
CExample(const CExample&); //拷貝構造函數
CExample& Operator = (const CExample&); //賦值符重載
...
};

//賦值操作符重載
CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides)
{
nSize=RightSides.nSize; //復制常規成員
char *temp=new char[nSize]; //復制指針指向的內容
memcpy(temp,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));

delete []pBuffer; //刪除原指針指向內容  (將刪除操作放在后面，避免X=X非凡情況下，內容的丟失)
pBuffer=temp;   //建立新指向
return *this
}

三、拷貝構造函數使用賦值運算符重載的代碼。

CExample::CExample(const CExample& RightSides)
{
pBuffer=NULL;
*this=RightSides  //調用重載后的"="
}

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