一、复制构造函数的概念与作用
在C++中,复制构造函数是一种特殊的构造函数,它的作用是用一个已存在的对象来初始化一个新对象。复制构造函数通常用于对象复制、对象传递等情况中。在C++中,如果我们没有为一个类定义复制构造函数,编译器会自动生成默认的复制构造函数,但它只是进行简单的位拷贝,即仅仅将一个对象的字节序列复制到另一个对象中,因此可能会出现一些意料之外的问题。自定义复制构造函数可以保证复制出来的对象的正确性,因为它是由程序员编写的,能够更好地满足用户的需求。
#include#include using namespace std; class Student{ public: Student(); //构造函数 Student(const Student &stu); //复制构造函数 ~Student(); //析构函数 void SetName(char *pName); char *GetName(); void SetAge(int age); int GetAge(); private: int m_age; char *m_name; }; Student::Student(){ m_age = 0; m_name = new char[1]; *m_name = '\0'; } Student::Student(const Student &stu){ m_age = stu.m_age; m_name = new char[strlen(stu.m_name)+1]; strcpy(m_name,stu.m_name); } Student::~Student(){ delete [] m_name; } void Student::SetName(char *pName){ if(m_name) delete [] m_name; m_name = new char[strlen(pName)+1]; strcpy(m_name,pName); } char *Student::GetName(){ return m_name; } void Student::SetAge(int age){ m_age = age; } int Student::GetAge(){ return m_age; } int main() { Student stu1; stu1.SetName("Tom"); stu1.SetAge(20); Student stu2(stu1);//调用复制构造函数 cout<<"stu2'name:"< <<",stu2'age:"< < 二、复制构造函数的实现方式
自定义复制构造函数的实现方式有两种:浅拷贝和深拷贝。
浅拷贝:浅拷贝只是简单地将一个对象的数据成员复制到另一个对象中,如果数据成员中有指针类型的变量,复制后两个对象将共享同一块内存空间,这样会导致一个对象释放该空间后,另一个对象就失去了对它的访问权,可能会导致程序崩溃。
深拷贝:深拷贝不仅要将一个对象的数据成员复制到另一个对象中,还要为指针类型的数据成员申请一块内存空间,再将原对象的指针指向的内存空间内容复制到新的内存空间中,这样两个对象就不会共享同一块内存空间。
//浅拷贝 Student::Student(const Student &stu){ m_age = stu.m_age; m_name = stu.m_name; } //深拷贝 Student::Student(const Student &stu){ m_age = stu.m_age; m_name = new char[strlen(stu.m_name)+1]; strcpy(m_name,stu.m_name); }三、复制构造函数在对象传递中的应用
使用复制构造函数可以简化对象传递的过程,将对象作为参数传递给函数时,如果不使用复制构造函数,函数会在栈中重新为对象分配内存空间,造成内存空间的浪费;如果使用复制构造函数,不仅可以减少内存的浪费,而且能够更好地保护对象的数据。
void DoSomething(Student stu){ //stu为参数对象 stu.SetName("Jerry"); //修改stu的成员变量 } int main() { Student stu; stu.SetName("Tom"); DoSomething(stu); //stu作为参数传递给函数DoSomething() cout<<"stu'name:"<< 四、常见问题及解决办法
问题1:复制构造函数被无限递归调用的问题。
原因:如果复制构造函数的函数体中使用的是该类对象,而非该类对象的地址,则会导致复制构造函数被无限递归调用。
解决办法:将复制构造函数中使用的参数改为该类对象的引用。
//错误的复制构造函数 Student::Student(Student stu){ m_age = stu.m_age; //使用stu对象 m_name = stu.m_name; //使用stu对象 } //正确的复制构造函数 Student::Student(const Student &stu){ //使用stu对象的引用 m_age = stu.m_age; m_name = new char[strlen(stu.m_name)+1]; strcpy(m_name,stu.m_name); }问题2:复制构造函数的影响范围问题。
原因:如果复制构造函数中包含有动态分配内存的操作,但该类对象在程序中没有被使用复制构造函数初始化,释放该对象时会出现内存泄漏。
解决办法:在类中定义复制构造函数的同时,也要定义相应的拷贝赋值运算符(operator=),确保对象的复制和对象的赋值均正确无误。
class Student{ public: Student(); Student(const Student &stu); Student & operator=(const Student &stu); //拷贝赋值运算符 ~Student(); ... }; Student & Student::operator=(const Student &stu){ if(this != &stu){ //避免自赋值 m_age = stu.m_age; delete [] m_name; m_name = new char[strlen(stu.m_name)+1]; strcpy(m_name,stu.m_name); } return *this; }五、总结
复制构造函数是C++中一个非常重要且基础的概念,它可以保证对象复制的正确性,实现对象传递时的内存优化,避免不必要的内存浪费和内存泄漏。自定义复制构造函数需要注意浅拷贝和深拷贝的区别,同时也需要考虑对象传递和对象赋值时的问题,只有多方面思考,才能编写出更加完善的复制构造函数。