C++拷贝构造函数和赋值构造函数
先来一个实例:
首先要说明的是,若用户没有定义,C++隐式声明一个复制构造函数和一个赋值运算符(完成按数据成员复制的动作)。二者很像,但是在下边这点上有很大的不 同:复制构造函数是只在对象实例化时才会被调用,也就是说,在复制构造函数调用期间,这个对象处于一个未决状态(直到复制构造函数被成功调用),另外复制 构造函数不返回任何值,void都没有。而赋值运算符则在一个现存的对象被赋予新的值时被调用,并且它有返回值。
在下边这个例子中我们能看到并不是出现“=”就是调用赋值构造函数:
#include <iostream> using namespace std; class Test{ public: Test() { ctor_count++; cout<<"ctor "<<ctor_count<<endl; } Test(const Test & r) { ctor_count++; cout<<"copy ctor "<<ctor_count<<endl; } Test & operator= (const Test& r) { ctor_count++; cout<<"assignment op "<<ctor_count<<endl; return *this; } private: static int ctor_count; //only a declaration }; int Test::ctor_count=0; // definition + initialization int main(){ Test test; Test test1=test; Test test2(test); Test test3=test2=test1; return 0; }
运行结果为:
ctor 1 copy ctor 2 copy ctor 3 assignment op 4 copy ctor 5
我们看到实例 化test对象时调用了默认构造函数,test1使用了复制构造函数(因为这是一个新的对象产生),test2时也是用了复制构造函数,而 test2=test1则使用了赋值构造函数(没有新的对象产生),test2=test3则使用了复制构造函数,原因同上。
请先记住以下的警告:
如果不主动编写拷贝构造函数和赋值函数,编译器将以“位拷贝”的方式自动生成缺省的函数。倘若类中含有指针变量,那么这两个缺省的函数就隐含了错误。
以类String 的两个对象a,b 为例,假设a.m_data 的内容为“hello”,b.m_data 的内容为“world”。现将a 赋给b,缺省赋值函数的“位拷贝”意味着执行b.m_data = a.m_data。这将造成三个错误:
(1)b.m_data 原有的内存没被释放,造成内存泄露;
(2)是b.m_data 和a.m_data 指向同一块内存,a 或b 任何一方变动都会影响另一方;
(3)是在对象被析构时,m_data 被释放了两次。
拷贝构造函数和赋值函数非常容易混淆,常导致错写、错用。拷贝构造函数是在对象被创建时调用的,而赋值函数只能被已经存在了的对象调用。
以下程序中,第三个语句和第四个语句很相似,你分得清楚哪个调用了拷贝构造函数,哪个调用了赋值函数吗?
String a(“hello”); String b(“world”); String c = a; // 调用了拷贝构造函数,最好写成 c(a); c = b; // 调用了赋值函数 本例中第三个语句的风格较差,宜改写成String c(a) 以区别于第四个语句。 类String 的拷贝构造函数与赋值函数 // 拷贝构造函数 String::String(const String &other) { // 允许操作other 的私有成员m_data int length = strlen(other.m_data); m_data = new char[length+1]; strcpy(m_data, other.m_data); } // 赋值函数 String & String::operator =(const String &other) { // (1) 检查自赋值 if(this == &other) return *this; // (2) 释放原有的内存资源 delete [] m_data; // (3)分配新的内存资源,并复制内容 int length = strlen(other.m_data); m_data = new char[length+1]; strcpy(m_data, other.m_data); // (4)返回本对象的引用 return *this; }
类String 拷贝构造函数与普通构造函数的区别是:在函数入口处无需与NULL 进行比较,这是因为“引用”不可能是NULL,而“指针”可以为NULL。
上面这句话的意思就是拷贝构造函数的参数是引用类型的,所以调用拷贝构造函数的时候不需要判断参数是否为NULL,因为引用是绑定一个值的。而如果是普通的构造函数的话,是参数可能是指针,我们就要先进行判断指针的值是否是NULL。
上面的(1)检查自赋值是非常有必要的,判断是不是相等,因为如果是自己复制给自己的话,那么(2)那边已经把自己释放了,就会造成错误。
if(this == &other) //不要把上面的语句错写成 if( *this == other)
最后,赋值构造函数是要返回对象的,以便赋值之后的操作。可能是调用函数等。
例如:
Fun(a = b);