在C++中,下面三种对象需要拷贝的情况。因此,拷贝构造函数将会被调用。
1). 一个对象以值传递的方式传入函数体
2). 一个对象以值传递的方式从函数返回
3). 一个对象需要通过另外一个对象进行初始化
以上的情况需要拷贝构造函数的调用。如果在前两种情况不使用拷贝构造函数的时候,就会导致一个指针指向已经被删除的内存空间。对于第三种情况来说,初始化和赋值的不同含义是构造函数调用的原因。事实上,拷贝构造函数是由普通构造函数和赋值操作赋共同实现的。描述拷贝构造函数和赋值运算符的异同的参考资料有很多。
拷贝构造函数不可以改变它所引用的对象,其原因如下:当一个对象以传递值的方式传一个函数的时候,拷贝构造函数自动的被调用来生成函数中的对象。如果一个对象是被传入自己的拷贝构造函数,它的拷贝构造函数将会被调用来拷贝这个对象这样复制才可以传入它自己的拷贝构造函数,这会导致无限循环。
除了当对象传入函数的时候被隐式调用以外,拷贝构造函数在对象被函数返回的时候也同样的被调用。换句话说,你从函数返回得到的只是对象的一份拷贝。但是同样的,拷贝构造函数被正确的调用了,你不必担心。
如果在类中没有显式的声明一个拷贝构造函数,那么,编译器会私下里为你制定一个函数来进行对象之间的位拷贝(bitwise copy)。这个隐含的拷贝构造函数简单的关联了所有的类成员。许多作者都会提及这个默认的拷贝构造函数。注意到这个隐式的拷贝构造函数和显式声明的拷贝构造函数的不同在于对于成员的关联方式。显式声明的拷贝构造函数关联的只是被实例化的类成员的缺省构造函数除非另外一个构造函数在类初始化或者在构造列表的时候被调用。
拷贝构造函数是程序更加有效率,因为它不用再构造一个对象的时候改变构造函数的参数列表。设计拷贝构造函数是一个良好的风格,即使是编译系统提供的帮助你申请内存默认拷贝构造函数。事实上,默认拷贝构造函数可以应付许多情况。
对一个简单变量的初始化方法是用一个常量或变量初始化另一个变量,例如:
int m = 80;
int n = m;
我们已经会用构造函数初始化对象,那么我们能不能象简单变量的初始化一样,直接用一个对象来初始化另一个对象呢?答案是肯定的。我们以前面定义的Point类为例:
Point pt1(15, 25);
Point pt2 = pt1;
后一个语句也可以写成:
Point pt2( pt1);
它是用pt1初始化pt2,此时,pt2各个成员的值与pt1各个成员的值相同,也就是说,pt1各个成员的值被复制到pt2相应的成员当中。在这个初始化过程当中,实际上调用了一个复制构造函数。当我们没有显式定义一个复制构造函数时,编译器会隐式定义一个缺省的复制构造函数,它是一个内联的、公有的成员,它具有下面的原型形式:
Point:: Point (const Point &);
可见,复制构造函数与构造函数的不同之处在于形参,前者的形参是Point对象的引用,其功能是将一个对象的每一个成员复制到另一个对象对应的成员当中。
虽然没有必要,我们也可以为Point类显式定义一个复制构造函数:
Point:: Point (const Point &pt)
{
xVal=pt. xVal;
yVal=pt. yVal;
}
如果一个类中有指针成员,使用缺省的复制构造函数初始化对象就会出现问题。为了说明存在的问题,我们假定对象A与对象B是相同的类,有一个指针成员,指向对象C。当用对象B初始化对象A时,缺省的复制构造函数将B中每一个成员的值复制到A的对应的成员当中,但并没有复制对象C。也就是说,对象A和对象B中的指针成员均指向对象C,实际上,我们希望对象C也被复制,得到C的对象副本D。否则,当对象A和B销毁时,会对对象C的内存区重复释放,而导致错误。为了使对象C也被复制,就必须显式定义复制构造函数。下面我们以string类为例说明,如何定义这个复制构造函数。
例10-11 | |
class String { public: String(); //构造函数 String(const String &s); //复制构造函数 ~String(); //析构函数 // 接口函数 private: { str = new char[strlen(s.str) + 1]; strcpy(str, s.str); } |
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我们也常用无名对象初始化另一个对象,例如:
Point pt = Point(10, 20);
类名直接调用构造函数就生成了一个无名对象,上式用左边的无名对象初始化右边的pt对象。
构造函数被调用通常发生在以下三种情况,第一种情况就是我们上面看到的:用一个对象初始化另一个对象时;第二种情况是当对象作函数参数,实参传给形参时;第三种情况是程序运行过程中创建其它临时对象时。下面我们再举一个例子,就第二种情况和第三种情况进行说明:
Point foo(Point pt)
{
…
return pt;
}
void main()
{
Point pt1 = Point(10, 20);
Point pt2;
…
pt2=foo(pt);
…
}
在main函数中调用foo函数时,实参pt传给形参pt,将实参pt复制给形参pt,要调用复制构造函数,当函数foo返回时,要创建一个pt的临时对象,此时也要调用复制构造函数。
缺省的复制构造函数
在类的定义中,如果没有显式定义复制构造函数,C++编译器会自动地定义一个缺省的复制构造函数。下面是使用复制构造函数的一个例子:
例10-12 | |
#include <iostream.h> #include <string.h> class withCC { public: withCC(){} withCC(const withCC&) { cout<<"withCC(withCC&)"<<endl; } }; class woCC class composite void main() |
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类composite既含有withCC类的成员对象又含有woCC类的成员对象,它使用无参的构造函数创建withCC类的对象WITHCC(注意内嵌的对象WOCC的初始化方法)。
在main()函数中,语句:
composite c2 = c;
通过对象C初始化对象c2,缺省的复制构造函数被调用。
最好的方法是创建自己的复制构造函数而不要指望编译器创建,这样就能保证程序在我们自己的控制之下。