C++：类（二）—— 拷贝控制（浅拷贝，深拷贝，浅赋值，深赋值）

一、拷贝构造函数

浅拷贝：

1、如果类未定义自己的拷贝构造函数，编译器会为它合成一个默认拷贝构造函数（默认合成的是public的）。

拷贝构造函数从来不显式调用，而是由编译器隐式地调用。在以下三种情况：

（1）定义对象
Object a;
Object b(a); // 或写成 Object b = a;

（2）动态创建对象
Object a;
Object* p = new Object(a);

（3）函数的传值调用
void Test(Object obj);

 

2、区分构造与赋值：
构造：
Object a;
Object b = a; // 或写作 Object b(a);
// 此为“构造”，在创建对象的时候给初值，拷贝构造函数被调用

赋值：
Object a(1, 2);
Object b;
b = a; // 此为“赋值”，不会调用拷贝构造函数，调用的是拷贝赋值运算符

 

3、注意：除非深拷贝（即类中含有指针成员时），否则不要人为定义拷贝构造函数，使用编译器合成的默认拷贝构造函数即可。

一旦你决定了要添加拷贝构造函数，请仔细检查：

(1)所有的成员变量，要依次拷贝，所有成员变量，不能遗漏

(2)记得调用父类的拷贝构造函数

 

深拷贝（类中有指针成员）：

当类有指针成员的时候，需要人为定义拷贝构造函数，而不能继续使用编译器默认合成的。

因为默认的拷贝构造函数只会单纯的复制指针，而不会把指针指向的对象的值保存到一块新开辟的内存中。

 看如下例子：

#include <iostream>

using namespace std;

class Text
{
public:
    Text(string s)
    {
        size = s.length();
        p = new string(s);
    }
    ~Text()
    {
        delete p;   //默认析构函数只会销毁成员指针，不会delete成员指针指向的对象，所以此处要人为定义一个析构函数。
    }
private:
    int size;
    string* p;
};

int main()
{
    Text t1("hello");
    Text t2(t1);    //调用拷贝构造函数
}

此程序运行时崩溃，主要原因是：

// 对象创建
t1 的指针对象p，指向一块内存
t2 拷贝了 t1, 此时 t2.p 和 t1.p 指向了同一块内存

// 对象析构
对象t1析构, t1.p 被delete，释放其指向对象的内存;
对象t2析构，t2.p被delete，但因为 t2.p 和 t1.p 指向了同一块内存，此块内存已经被delete，所以崩溃。（同一块内存被重复delete）

 

解决办法：人为定义自己的拷贝构造函数（深拷贝），程序如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Text
{
public:
    Text() = default;    //默认构造
    Text(string s)       //构造函数
    {
        size = s.length();
        p = new string(s);
    }
    Text(const Text& t)    //需要人为定义自己的深拷贝构造函数
    {
        this -> size = t.size;
        this -> p = new string(*t.p);
    }
    ~Text()
    {
        delete p;   //默认析构函数只会销毁成员指针，不会delete成员指针指向的对象，所以此处要人为定义一个析构函数。
    }
private:
    int size;
    string* p;
};

int main()
{
    Text t1("hello");
    Text t2 = t1;   //调用拷贝构造函数
}

 

 

三、拷贝赋值运算符

1、与拷贝构造函数一样，如果类未定义自己的拷贝赋值运算符，编译器会为它合成一个默认的拷贝赋值运算符（默认合成的是public的）。  （浅赋值）

2、除非类中含有指针成员时，否则不要人为定义拷贝赋值运算符，使用编译器默认合成的即可。  （深赋值）

 

看如下例子：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Text
{
public:
    Text() = default;    //默认构造
    Text(string s)       //构造函数
    {
        size = s.length();
        p = new string(s);
    }

    ~Text()
    {
        delete p;   //默认析构函数只会销毁成员指针，不会delete成员指针指向的对象，所以此处要人为定义一个析构函数。
    }
private:
    int size;
    string* p;
};

int main()
{
    Text t1("hello");
    Text t2;
    t2 = t1;  //调用赋值运算符
}

运行时会崩溃，原因与深拷贝原因一样，编译器合成的默认赋值运算符只是拷贝了指针，没有新开辟内存，导致同一对象的内存重复被delete。

 

解决方法：深赋值（与深拷贝类似），人为定义一个拷贝赋值运算符

  注意： (1) 要记得释放原左侧对象的内存，之后再把右侧对象赋值给左侧对象。

              (2) 返回值为类类型的引用，即返回本对象

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Text
{
public:
    Text() = default;    //默认构造
    Text(string s)       //构造函数
    {
        this->size = s.length();
        p = new string(s);
    }
    Text& operator = (const Text& t)
    {
        auto newp = new string(*t.p);  //拷贝底层的string
        delete this->p;                //释放旧内存
        this->p = newp;                //从右侧运算对象拷贝数据到本对象
        this->size = t.size;
        return *this;                  //返回本对象
    }

    ~Text()
    {
        delete p;   //默认析构函数只会销毁成员指针，不会delete成员指针指向的对象，所以此处要人为定义一个析构函数。
    }
private:
    int size;
    string* p;
};

int main()
{
    Text t1("hello");
    Text t2;
    t2 = t1;  //调用赋值运算符
}