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??系列專欄：C++
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目錄
一、拷貝構(gòu)造函數(shù)
??1.1拷貝構(gòu)造函數(shù)的概念
??1.2拷貝構(gòu)造函數(shù)的寫法
??1.3編譯器生成的拷貝構(gòu)造
??1.4拷貝構(gòu)造函數(shù)的用法
??1.5拷貝構(gòu)造函數(shù)典型調(diào)用場景
一、拷貝構(gòu)造函數(shù)
??1.1拷貝構(gòu)造函數(shù)的概念
? ? ?拷貝構(gòu)造函數(shù)，是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)。這種構(gòu)造函數(shù)由編譯器用，用于基于同一類的其他對象的構(gòu)建及初始化，也就是是創(chuàng)建對象的時(shí)候，用一個(gè)已存在的對象，去初始化待創(chuàng)建的對象?？截悩?gòu)造函數(shù)的形參必須是引用，但并不限制為const，一般普遍的會加上const限制。
例如，如果我們有一個(gè)名為Date的類，并且我們希望創(chuàng)建一個(gè)新的Date對象作為現(xiàn)有Date對象的副本，我們可以使用拷貝構(gòu)造函數(shù)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在這種情況下，新的Date對象將具有與現(xiàn)有對象相同的屬性值。
class Date
{
private:
// 基本類型(內(nèi)置類型)
int _year = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
};
Data d1;//定義一個(gè)日期類對象d1
Data d2(d1);//會去調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)
拷貝構(gòu)造函數(shù)是針對自定義類型的，自定義類型的對象在拷貝的時(shí)候，C++規(guī)定必須要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。?
??1.2拷貝構(gòu)造函數(shù)的寫法
在上面的概念中提到，拷貝構(gòu)造函數(shù)的形參必須是引用，這是為什么呢？
??形參不是引用的情況：
Data(Data d)//錯(cuò)誤的拷貝構(gòu)造 { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } Test() { Date d1(2023, 11, 20); Date d2(d1); }? ? ?我們創(chuàng)建一個(gè)d2對象，把實(shí)參d1傳遞過去，然后用形參?d?接收，最后把形參?d?的值賦給this指針（this指針指向的是d2），到這里我們覺得一切正常，但是這段代碼有很大的錯(cuò)誤。
???為什么錯(cuò)誤
問題就在于，我們傳參時(shí)沒有使用引用，上面代碼傳參使用的是值傳遞，值傳遞形參是實(shí)參的一份臨時(shí)拷貝，拷貝也就是要形參d與實(shí)參d1有相同的屬性值，所以還要調(diào)用拷貝構(gòu)造，這里就會引發(fā)無窮遞歸調(diào)用。
?形參?d?在接收實(shí)參d1的時(shí)候，又要去調(diào)用拷貝構(gòu)造來創(chuàng)建?d?，這次調(diào)用拷貝構(gòu)造，又會有一個(gè)形參?d?，這個(gè)形參d?又需要調(diào)用拷貝構(gòu)造才能創(chuàng)建，一直遞歸調(diào)用。為了避免出現(xiàn)這種無窮遞歸，編譯器會自行檢查，如果拷貝構(gòu)造函數(shù)的形參是值傳遞，編譯時(shí)會直接報(bào)錯(cuò)。
??形參是引用的情況：
? ? ?為了使代碼不在無窮遞歸，拷貝構(gòu)造函數(shù)的形參只能有一個(gè)，并且必須是類類型對象的引用。下面才是正確的拷貝構(gòu)造函數(shù)：
Data(Data& d)//正確的拷貝構(gòu)造 { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } Data d1(2023, 7, 20);//定義一個(gè)日期類對象d1 Data d2(d1);這里形參?d?是d1的別名，它兩共用一塊空間，此時(shí)就不會再去無窮無盡的調(diào)用拷貝構(gòu)造。
??1.3編譯器生成的拷貝構(gòu)造
? ? ?拷貝構(gòu)造是一種默認(rèn)成員函數(shù)，我們不寫編譯器會自動生成。默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)對內(nèi)置類型按內(nèi)存存儲按字節(jié)序完成拷貝，這種拷貝叫做淺拷貝，或者值拷貝；對自定義類型是調(diào)用其拷貝構(gòu)造函數(shù)完成拷貝。
class Time//定義時(shí)間類
{
public:
Time()//普通構(gòu)造函數(shù)
{
_hour = 1;
_minute = 1;
_second = 1;
}
Time(const Time& t)//拷貝構(gòu)造函數(shù)
{
_hour = t._hour;
_minute = t._minute;
_second = t._second;
cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;
}
private://成員變量
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
private:
// 基本類型(內(nèi)置類型)
int _year = 1970;
int _month = 1;
int _day = 1;
// 自定義類型
Time _t;
};
int main()
{
Date d1;
// 用已經(jīng)存在的d1拷貝構(gòu)造d2，此處會調(diào)用Date類的拷貝構(gòu)造函數(shù)
// 但Date類并沒有顯式定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，則編譯器會給Date類生成一個(gè)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)
Date d2(d1);
return 0;
}
??1.4拷貝構(gòu)造函數(shù)的用法
? ? ?編譯器默認(rèn)生成的構(gòu)造函數(shù)對內(nèi)置類型和自定義類型都做了處理。那我們是不是就可以不寫拷貝構(gòu)造函數(shù)了呢？答案是否定的，對于日期類，我們可以不寫，用編譯器自己生成的，但是對于一些需要自己開辟空間對象，要進(jìn)行深拷貝，構(gòu)造函數(shù)是非寫不可的。棧就是一個(gè)典型的需要我們自己寫構(gòu)造函數(shù)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申請空間失敗");
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;
}
如上代碼，定義了一個(gè)Stack類，棧中的成員變量都是內(nèi)置類型。我們沒有寫它的拷貝構(gòu)造函數(shù)，編譯器默認(rèn)生成的拷貝構(gòu)造函數(shù)會對這三個(gè)成員變量都完成值拷貝（淺拷貝）。
???淺拷貝：
? ? ?淺拷貝是創(chuàng)建一個(gè)新的對象，并把原有的對象屬性值完整地拷貝過來。這種拷貝方式既包括了原始類型的值，也包括了引用類型的內(nèi)存地址。對于數(shù)據(jù)類型是基本數(shù)據(jù)類型的成員變量，淺拷貝會直接進(jìn)行值傳遞，也就是將該屬性值復(fù)制一份給新的對象。
? ? ?s2調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，Stack類中沒有顯示定義的拷貝構(gòu)造函數(shù)，則調(diào)用編譯器默認(rèn)生成的拷貝構(gòu)造函數(shù)，將s1的值拷貝到s2中，因此s1和s2指向同一塊內(nèi)存空間。當(dāng)程序退出，s1和s2要銷毀，s2先銷毀，s2銷毀時(shí)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，已經(jīng)將0x11223344這塊空間釋放了，但是s1并不知道，到s1銷毀的時(shí)候，會將0x11223344這塊空間再釋放一次，一塊內(nèi)存空間多次釋放，最終就會導(dǎo)致程序崩潰。
???深拷貝：
? ? ?通過上面的分析可以看出，簡單的淺拷貝不能滿足棧的需求，因此，對于棧，我們需要自己寫一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)，來實(shí)現(xiàn)深拷貝。深拷貝是對對象具體內(nèi)容進(jìn)行復(fù)制，它會創(chuàng)建一個(gè)新的對象實(shí)例，并復(fù)制所有屬性以及這些屬性指向的動態(tài)分配的內(nèi)存。
//自己寫的拷貝構(gòu)造函數(shù)，實(shí)現(xiàn)深拷貝 Stack(const Stack& st) { DataType* tmp = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * st._capacity); if (nullptr == tmp) { perror("malloc申請空間失敗"); return; } memcpy(tmp, st._array, sizeof(DataType) * st._size); _array = tmp; _size = st._size; _capacity = st._capacity; }
深淺拷貝的區(qū)別在于他們處理對象內(nèi)存的方式不同。淺拷貝新舊對象還是共享同一塊內(nèi)存，改變其中一個(gè)，另一個(gè)也會受影響。而深拷貝則會復(fù)制出一個(gè)全新的對象實(shí)例，新對象跟原對象不共享內(nèi)存，兩者操作互不影響。因此在某些情況下，淺拷貝可能會使舊對象和新對象產(chǎn)生相互影響，這可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致。在這種情況下，你可能需要自定義深拷貝構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建一個(gè)新的、獨(dú)立的對象實(shí)例。
注意：類中如果沒有涉及資源申請時(shí)，拷貝構(gòu)造函數(shù)寫不寫都可以；一旦涉及到資源申請時(shí)，拷貝構(gòu)造函數(shù)是一定要寫的，否則就是淺拷貝。
??1.5拷貝構(gòu)造函數(shù)典型調(diào)用場景
- 使用已存在對象創(chuàng)建新對象
- 函數(shù)參數(shù)類型為類類型對象
- 函數(shù)返回值類型為類類型對象
class Data
{
public:
Data(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
cout << "調(diào)用構(gòu)造函數(shù)：" << this << endl;
cout << endl;
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Data(const Data& d)
{
cout << "調(diào)用拷貝構(gòu)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;
//可以不用寫析構(gòu)，因?yàn)槿亲远x類型，并且沒有動態(tài)申請的空間，這三個(gè)成員變量會隨著對象生命周期的結(jié)束而自動銷毀
};
Data Text(Data x)
{
Data tmp;
return tmp;
}
int main()
{
Data d1(2023, 4, 29);
Text(d1);
return 0;
}
???總結(jié)：
? ? 自定義類型在傳參的時(shí)候，形參最好用引用來接收，這樣可以避免調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，尤其是深拷貝的時(shí)候，會大大的提高效率，函數(shù)返回時(shí)，如果返回的對象在函數(shù)棧幀銷毀后還在，最好也用引用返回。
??結(jié)語：?文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-762794.html
? ? ?本次的內(nèi)容到這里就結(jié)束啦。希望大家閱讀完可以有所收獲，同時(shí)也感謝各位讀者三連支持。文章有問題可以在評論區(qū)留言，博主一定認(rèn)真認(rèn)真修改，以后寫出更好的文章。你們的支持就是博主最大的動力。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-762794.html
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