一、拷贝构造的定义
拷贝构造是一种特殊的构造函数,它是用来初始化同一类中的另一个对象的;其实就是将一个对象中的数据,拷贝到另一个对象中。
class Point{
public:
Point(int a,int b) {
x = a;
y = b;
}
// 拷贝构造函数
Point(const Point &p) {
x = p.x;
y = p.y;
}
int x;
int y;
};
二、拷贝构造的默认实现
如果不显示定义拷贝构造函数,编译器会默认提供一个拷贝构造函数,其实现方式是逐个成员进行复制。
class Point{
public:
Point(int a,int b) {
x = a;
y = b;
}
// 拷贝构造函数(默认实现)
Point(const Point &p) {
x = p.x;
y = p.y;
}
int x;
int y;
};
三、防止拷贝的实现方式
有时候,我们需要限制对象的拷贝行为,可以采用以下两种方式。
1. 声明拷贝构造函数为私有(禁用拷贝)
将拷贝构造函数声明为私有的可以禁用对象的拷贝行为,防止对象被复制。
class SingleObject{
public:
static SingleObject* getInstance() {
if (m_instance == nullptr) {
m_instance = new SingleObject();
}
return m_instance;
}
private:
// 禁止拷贝行为
SingleObject(const SingleObject&);
SingleObject();
static SingleObject* m_instance;
};
2. 将拷贝构造函数定义为delete
C++11标准提供了delete关键字,用于防止使用某个函数或者操作符,可以将其置为删除状态。
class SingleObject{
public:
static SingleObject* getInstance() {
if (m_instance == nullptr) {
m_instance = new SingleObject();
}
return m_instance;
}
// 禁止拷贝行为
SingleObject(const SingleObject&) = delete;
SingleObject& operator=(const SingleObject&) = delete;
private:
SingleObject();
static SingleObject* m_instance;
};
四、拷贝构造的调用时机
拷贝构造函数在以下几种情况下会被调用。
1. 用一个对象去初始化另一个同类对象
class Point{
public:
Point(int a,int b) {
x = a;
y = b;
}
// 拷贝构造函数
Point(const Point &p) {
x = p.x;
y = p.y;
}
int x;
int y;
};
Point p1(1,2);
Point p2 = p1; // 通过p1去初始化p2,会调用拷贝构造函数
2. 函数传参时,按值传递
class Point{
public:
Point(int a,int b) {
x = a;
y = b;
}
// 拷贝构造函数
Point(const Point &p) {
x = p.x;
y = p.y;
}
int x;
int y;
};
void print(Point p) {} // 按值传递的方式调用函数
Point p(1,2);
print(p); // 调用函数时按值传递,会调用拷贝构造函数
3. 函数返回对象时,按值返回
class Point{
public:
Point(int a,int b) {
x = a;
y = b;
}
// 拷贝构造函数
Point(const Point &p) {
x = p.x;
y = p.y;
}
int x;
int y;
};
Point getPoint() {
Point p(1,2);
return p; // 返回对象时按值返回,会调用拷贝构造函数
}
五、深拷贝和浅拷贝
当类中有指针类型成员时,拷贝构造将会带来深拷贝和浅拷贝的问题。
1. 深拷贝
拷贝构造时,为指针成员重新申请内存,并将原来内存中的数据复制到新内存中,这样两个指针成员指向的内存是不同的。
class String{
public:
String() {
m_data = new char[1];
*m_data = '\0';
}
String(const char* data) {
m_data = new char[strlen(data) + 1];
strcpy(m_data, data);
}
String(const String& other) {
m_data = new char[strlen(other.m_data) + 1];
strcpy(m_data, other.m_data);
}
~String() {
delete[] m_data;
}
private:
char* m_data;
};
2. 浅拷贝
拷贝构造时,直接将指针成员的值复制到新对象中,这样两个指针成员指向的内存是相同的,会带来指针重复删除的问题。
class String{
public:
String() {
m_data = new char[1];
*m_data = '\0';
}
String(const char* data) {
m_data = new char[strlen(data) + 1];
strcpy(m_data, data);
}
String(const String& other) {
m_data = other.m_data; // 浅拷贝
}
~String() {
delete[] m_data; // 重复删除指针会导致错误
}
private:
char* m_data;
};
六、拷贝赋值运算符重载
拷贝赋值运算符(=)和拷贝构造函数的作用很相似,都是进行对象的拷贝,但两者的调用时机不同。拷贝构造在对象创建时被调用,拷贝赋值在对象创建后被调用。
class String{
public:
String() {
m_data = new char[1];
*m_data = '\0';
}
String(const char* data) {
m_data = new char[strlen(data) + 1];
strcpy(m_data, data);
}
String(const String& other) {
m_data = new char[strlen(other.m_data) + 1];
strcpy(m_data, other.m_data);
}
~String() {
delete[] m_data;
}
// 拷贝赋值运算符重载
String& operator=(const String& other) {
if (this != &other) { // 防止自我赋值
delete[] m_data;
m_data = new char[strlen(other.m_data) + 1];
strcpy(m_data, other.m_data);
}
return *this;
}
private:
char* m_data;
};
七、小结
拷贝构造是一种特殊的构造函数,其作用是用于初始化同一类中的另一个对象。对于指针类型成员,需要注意深拷贝和浅拷贝的问题,避免指针重复删除。