构造函数(三) 拷贝构造函数

什么是拷贝构造函数

拷贝听起来真高级
拷贝构造函数形如

class_name(const class_name &object_name)

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，只有一个参数，这个参数是本类中的一个对象，以引用的形式传参，一般用const修饰，使参数值不变。

如果没有定义拷贝构造函数，编译器会自动隐式生成一个拷贝构造函数，用来简单的复制类中每个成员变量。

一个简单的类对象拷贝

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class a {
    private :
        int a, b;
    public :
        a(int x, int y) : a(x), b(y) {}
        void print() {
            printf("%d %d\n", a, b);
        }
};

int main() {
    a a(10, 20);
    a b = a;
    b.print();
    return 0;
}

输出

10 20

具体看一下拷贝构造函数怎么用。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class a {
    private :
        int a, b;
    public :
        a(int x, int y) : a(x), b(y) {}
        a(const a &c) {
            a = c.a;
            b = c.b;
        }
        void print() {
            printf("%d %d\n", a, b);
        }
};

int main() {
    a a(10, 20);
    a b = a;
    b.print();
    return 0;
}

这样手动的写如何复制

为什么要引用

为什么用引用的方式传参呢。
举个反例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class a {
    private :
        int a;
    public :
        a(int x) : a(x) {}
        a(const a c) {
            a = c.a;
        }
        void print() {
            printf("%d\n", a);
        }
};

int main() {
    a a(10);
    a b = a;
    b.print();
    return 0;
}

a b = a时，调用了传值型的拷贝构造函数，
相当于b.a(a)，
因为是传的值，所以要用a的值创建一个副本对象c，让c的值为a，则又需要调用构造函数c.a(a)，这样会无限创造副本对象c，无限调用c.a(a);
所以
引用是为了防止无限递归。
其实没有加引用的话编译器也是不过编译的。

拷贝构造函数的调用时机

1. 对象需要通过另一个对象对其进行赋值

a a(10, 20);
a b = a;

2. 当函数的参数是类的对象

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class a {
    private :
        int a, b;
    public :
        a(int x, int y) : a(x), b(y) {}
        a(const a &c) {a = c.a, b = c.b;}
        void print() {printf("%d\n", a * b);}
};

void fun(a c) {     //函数的形参是类的对象 
    c.print();
}

int main() {
    a a(10, 20);
    fun(a);         //实参是类的对象，调用函数时将复制一个新对象c
    return 0;
}

3. 当函数的返回值是类的对象

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class a {
    private :
        int a, b;
    public :
        a(int x, int y) : a(x), b(y) {}
        a(const a &c) {a = c.a, b = c.b;}
        void print() {printf("%d\n", a * b);}
};

a fun() {   
    a b(20, 10);
    return b;       //函数的返回值是类的对象 
}

int main() {
    a a = fun();    //fun()返回 a 类的临时对象，并赋值给a 
    a.print();
    return 0;
}

深拷贝和浅拷贝

默认拷贝构造函数可以完成对象的数据值得简单复制，这就是浅拷贝。

对象的成员是指向堆时，浅拷贝只是将指针简单复制一遍，指向了原有的内存，而深拷贝是将新建的指针指向了一块新的内存。

浅拷贝

浅拷贝就是将数据简单复制一下，就像上面讲的。

看这段代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class a {
    private :
        int *p;
    public :
        a(int x) {
            p = new int(x);
            printf("constructor\n");
        }
        a(const a &oth) {
            this->p = new int(*oth.p);
            printf("constructor\n");
        }
        ~a() {
            if (p != null) delete p;
            printf("destructor\n"); 
        }
        void print() { printf("%d\n", *p); }
        
};
int main() {
    a a(10);
    a b = a;
    return 0;
}

这是段代码出错了，为什么？

如图所示，

b把a的指针简单复制了一遍，两者都指向了同一块内存，释放内存的时候被释放了两次，导致出错。

深拷贝

对于上面的代码，我们手写一个拷贝构造函数，像这样

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class a {
    private :
        int *p;
    public :
        a(int x) {
            p = new int(x);
            printf("constructor\n");
        }
        a(const a &oth) {
            this->p = new int(*oth.p);
            printf("constructor\n");
        }
        ~a() {
            if (p != null) delete p;
            printf("destructor\n"); 
        }
        void print() { printf("%d\n", *p); }
        
};
int main() {
    a a(10);
    a b = a;
    return 0;
}

我们给b初始化时，给它新开辟了一段内存空间

这样，深拷贝就没有上述浅拷贝时内存释放两次的情况了。