拷贝构造函数(二)——深拷贝与浅拷贝
拷贝构造函数(一)——哲学三连:http://www.cnblogs.com/tenjl-exv/p/8017814.html
拷贝构造函数(二)——深拷贝与浅拷贝:http://www.cnblogs.com/tenjl-exv/p/8017909.html
拷贝构造函数(三)——重载赋值运算符:http://www.cnblogs.com/tenjl-exv/p/8017983.html
1. 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:
1 Rect::Rect(const Rect& r) 2 { 3 width = r.width; 4 height = r.height; 5 }
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。
2. 浅拷贝
所谓浅拷贝,指的是在对象复制时,
只对对象中的数据成员进行简单的赋值,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:
1 class Rect 2 { 3 public: 4 Rect() // 构造函数,p指向堆中分配的一空间 5 { 6 p = new int(100); 7 } 8 ~Rect() // 析构函数,释放动态分配的空间 9 { 10 if(p != NULL) 11 { 12 delete p; 13 } 14 } 15 private: 16 int width; 17 int height; 18 int *p; // 一指针成员 19 }; 20 21 int main() 22 { 23 Rect rect1; 24 Rect rect2(rect1); // 复制对象 25 return 0; 26 }
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,这时 rect1.p = rect2.p,
也即这两个指针指向了堆里的同一个空间,如下图所示:
当然,这不是我们所期望的结果,
在销毁对象时,两个对象的析构函数将对同一个内存空间释放两次,这就是错误出现的原因。
我们需要的不是两个p有相同的值,而是两个p指向的空间有相同的值,解决办法就是使用“深拷贝”。
3. 深拷贝
在“深拷贝”的情况下,对于对象中动态成员,就不能仅仅简单地赋值了,
而应该重新动态分配空间,如上面的例子就应该按照如下的方式进行处理:
1 class Rect 2 { 3 public: 4 Rect() // 构造函数,p指向堆中分配的一空间 5 { 6 p = new int(100); 7 } 8 Rect(const Rect& r) 9 { 10 width = r.width; 11 height = r.height; 12 p = new int; // 为新对象重新动态分配空间 13 *p = *(r.p); 14 } 15 ~Rect() // 析构函数,释放动态分配的空间 16 { 17 if(p != NULL) 18 { 19 delete p; 20 } 21 } 22 private: 23 int width; 24 int height; 25 int *p; // 一指针成员 26 };
此时,在完成对象的复制后,内存的一个大致情况如下:
此时rect1的p和rect2的p各自指向一段内存空间,
但它们指向的空间具有相同的内容,这就是所谓的“深拷贝”。
四. 拷贝构造函数的几个细节
1. 拷贝构造函数里能调用private成员变量吗?
这个问题是在网上见的,
其时从名字我们就知道拷贝构造函数其时就是一个特殊的构造函数,
操作的还是自己类的成员变量,所以不受private的限制。
2. 以下函数哪个是拷贝构造函数,为什么?
对于一个类X, 如果一个构造函数的第一个参数是下列之一:
a) X& b) const X& c) volatile X& d) const volatile X&
且没有其他参数或其他参数都有默认值,那么这个函数是拷贝构造函数.
X::X(const X&); //是拷贝构造函数 X::X(X&, int=1); //是拷贝构造函数 X::X(X&, int a=1, int b=2); //当然也是拷贝构造函数
3. 一个类中可以存在多于一个的拷贝构造函数吗?
类中可以存在超过一个拷贝构造函数。
class X { public: X(const X&); // const 的拷贝构造 X(X&); // 非const的拷贝构造 };
注意,如果一个类中只存在一个参数为 X& 的拷贝构造函数,
那么就不能使用const X或volatile X的对象实行拷贝初始化.
如果一个类中没有定义拷贝构造函数,
那么编译器会自动产生一个默认的拷贝构造函数。
这个默认的参数可能为 X::X(const X&)或 X::X(X&),
由编译器根据上下文决定选择哪一个。