欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

复制构造函数

程序员文章站 2022-04-12 21:28:05
复制构造函数 以下代码全都是在VS2015的Debug模式下运行的,使用其他编译器可能会结果不一样,比如g++就不是这样。 先看下面的代码: //code 1 #inc...

复制构造函数

以下代码全都是在VS2015的Debug模式下运行的,使用其他编译器可能会结果不一样,比如g++就不是这样。

先看下面的代码:

//code 1
#include 

using namespace std;

class Resource {
public:
    Resource() {
        cout << "Resource Constructor!" << endl;
    }
    ~Resource() {
        cout << "Resource Destructor!" << endl;
    }
};

class Test {
public:
    Test() {
        p = new Resource();
        cout << "Test Constructor!" << endl;
    }
    Test(Test& t) {
        p = new Resource();
        cout << "Test Copy Constructor!" << endl;
    }
     ~Test() {
        if (p != nullptr) {
            cout << "p is not null!" << endl;
            delete p;
        }
        else {
            cout << "p is null!" << endl;
        }
        cout << "Test Destructor!" << endl;
    }

    Resource* p;
};



Test goo() {
    Test t;
    return t;
}

int main() {
    goo();
    cout<<"end"<

在我的VS2015上以Debug模式运行的话,其运行结果是:

Resource Constructor! Test Constructor! Resource Constructor! Test Copy Constructor! p is not null! Resource Destructor! Test Destructor! p is not null! Resource Destructor! Test Destructor! end

这里面的流程: 1. 首先调用Test的构造函数构造t, 2. 然后使用其复制构造函数构造foo函数的返回值, 3. 然后离开foo函数时,调用Test的析构函数析构变量t, 4. 在main函数中调用goo函数返回值的析构函数 5. 打印 end 6. 离开main函数

这里可见,goo函数返回的临时值在第一次使用后就立刻被析构了,这是一个右值。同时可以看到,这里Resource被分配了两次,分别是步骤2和步骤3中构造的。

下面修改一下代码:

// code 2
#include 

using namespace std;

class Resource {
public:
    Resource() {
        cout << "Resource Constructor!" << endl;
    }
    ~Resource() {
        cout << "Resource Destructor!" << endl;
    }
};

class Test {
public:
    Test() {
        p = new Resource();
        cout << "Test Constructor!" << endl;
    }
    Test(Test& t) {
        p = new Resource();
        cout << "Test Copy Constructor!" << endl;
    }
     ~Test() {
        if (p != nullptr) {
            cout << "p is not null!" << endl;
            delete p;
        }
        else {
            cout << "p is null!" << endl;
        }
        cout << "Test Destructor!" << endl;
    }

    Resource* p;
};

Test goo() {
    Test t;
    return t;
}

int main() {
    Test t(goo());//change 
    cout<<"end"<

在没运行之前,我觉得运行结果应该是这样:

Resource Constructor! Test Constructor! Resource Constructor! Test Copy Constructor! p is not null! Resource Destructor£? Test Destructor! Test Copy Constructor! p is not null! Resource Destructor£? Test Destructor! end p is not null! Resource Destructor£? Test Destructor!

我当时内心想的流程是这样的: 1. 首先goo函数内部构造t,调用其构造函数 2. 然后使用复制构造函数构造goo函数的返回值,调用复制构造函数 3. 然后对goo内部的t调用析构函数 4. 在main函数内部,对t调用复制构造函数(移动复制构造函数后面再说),复制参数就是goo函数的返回值 5. 对goo函数的返回值调用析构函数 6. 打印 end 7. 离开main函数,调用main函数中的t的析构函数

而实际上,其运行结果如下:

Resource Constructor! Test Constructor! Resource Constructor! Test Copy Constructor! p is not null! Resource Destructor£? Test Destructor! end p is not null! Resource Destructor£? Test Destructor!

跟我之前预期的不一样,感觉像是没有对goo函数的返回结果进行构造,而是直接用返回值(这里不准确,感觉返回值都没有构造,感觉像是直接用goo里面的t)对main函数中的t进行了复制构造。在我之前的译文C++中的右值引用中,里面有这样一句话:

任何一个现代编译器都会对原始的那个函数定义应用返回值优化。换句话说,编译器会直接在foo返回值的位置构造一个X对象,而不是在内部构造一个X对象然后将它复制出去。

如果按照这个规则,代码2很好解释,但是代码1就很难解释,因为代码1的运行结果显示,真的在函数内部构造一个Test对象,然后对函数的返回值进行了复制。关于这个问题,我现在还不太清楚,感觉需要查看汇编来查看。汇编我以后再写。

言归正传,下面再修改一些代码,对Test类增加移动语义:

// code 3
#include 

using namespace std;

class Resource {
public:
    Resource() {
        cout << "Resource Constructor!" << endl;
    }
    ~Resource() {
        cout << "Resource Destructor!" << endl;
    }
};

class Test {
public:
    Test() {
        p = new Resource();
        cout << "Test Constructor!" << endl;
    }
    Test(Test& t) {
        p = new Resource();
        cout << "Test Copy Constructor!" << endl;
    }
    Test(Test&& t) {//change
        p = t.p;
        t.p = nullptr;
        cout << "Test Move Copy Constructor!" << endl;
    }
    Test& operator=(Test&& t) {//change
        Resource *ptr = p;
        p = t.p;
        t.p = ptr;
        cout << "Test Move Assignment Operator!" << endl;
        return *this;
    }
     ~Test() {
        if (p != nullptr) {
            cout << "p is not null!" << endl;
            delete p;
        }
        else {
            cout << "p is null!" << endl;
        }
        cout << "Test Destructor!" << endl;
    }

    Resource* p;
};
int main() {
    goo();
    cout<<"end"<

这里对类Test加入了移动复制构造函数,运行结果如下:

Resource Constructor! Test Constructor! Test Move Copy Constructor! p is null! Test Destructor! p is not null! Resource Destructor£? Test Destructor! end

这里面的流程是: 1. 首先使用Test的构造函数构造t 2. 然后使用Test的移动复制构造函数构造goo函数的返回值 3. 对goo函数中的t进行析构 4. 在main函数中对goo函数的返回值进行析构 5. 打印 end 6. 离开main函数

这里可以看出,在构造goo函数的返回值时,优先使用了移动复制构造函数,这样的话,减少了一次内部资源的分配(Resource只分配了一次),其余和代码1都一样。

下面再修改一下代码:

// code 4
#include 

using namespace std;

class Resource {
public:
    Resource() {
        cout << "Resource Constructor!" << endl;
    }
    ~Resource() {
        cout << "Resource Destructor!" << endl;
    }
};

class Test {
public:
    Test() {
        p = new Resource();
        cout << "Test Constructor!" << endl;
    }
    Test(Test& t) {
        p = new Resource();
        cout << "Test Copy Constructor!" << endl;
    }
    Test(Test&& t) {
        p = t.p;
        t.p = nullptr;
        cout << "Test Move Copy Constructor!" << endl;
    }
    Test& operator=(Test&& t) {
        Resource *ptr = p;
        p = t.p;
        t.p = ptr;
        cout << "Test Move Assignment Operator!" << endl;
        return *this;
    }
     ~Test() {
        if (p != nullptr) {
            cout << "p is not null!" << endl;
            delete p;
        }
        else {
            cout << "p is null!" << endl;
        }
        cout << "Test Destructor!" << endl;
    }

    Resource* p;
};
int main() {
    Test t;//change
    t = goo();//change
    cout<<"end"<

这里的运行结果是:

Resource Constructor! Test Constructor! Resource Constructor! Test Constructor! Test Move Copy Constructor! p is null! Test Destructor! Test Move Assignment Operator! p is not null! Resource Destructor£? Test Destructor! end p is not null! Resource Destructor£? Test Destructor!

读者可以按照上面的思想自己思考流程。 在代码4的基础上,如果我将移动赋值操作符重载改成下面这样:

Test& operator=(Test&& t) {
        p = t.p;
        out << "Test Move Assignment Operator!" << endl;
        return *this;

运行后会发生什么?

;>
;>
;>
;>