同阶无穷大量定义:拷贝构造函数

(1)为什么要使用拷贝构造函数?
当你把一个对象用值传递的方式传参的话，会产生一个副本，或者把一个对象return传出的时候也会产生副本。如果你没有定义一个拷贝构造函数的时候，副本是原对象的一个浅拷贝，又假如你的对象是一个包含指针的类对象，发生浅拷贝的时候只是将指针对应的复制，并没有开辟空间。1、值传递传参，函数内部对象的改变将导致外部的改变，因为副本和原对象的指针指向同一块内存。2、返回一个对象时，在函数作用域中的变量已经失效，其传出来的结果就可想而知了。这样就会出现很多问题的。(2)拷贝构造函数的概念

拷贝构造函数，是一种特殊的构造函数，它由编译器调用来完成一些基于同一类的其他对象的构建及初始化。

其唯一的参数（对象的引用）是不可变的（const类型）。

此函数经常用在函数调用时用户定义类型的值传递及返回。拷贝构造函数要调用基类的拷贝构造函数和成员函数。如果可以的话，它将用常量方式调用，另外，也可以用非常量方式调用。(3)什么时候用到拷贝构造函数?

　　在C++中，下面三种对象需要调用拷贝构造函数： 
　　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；
     例如:CItem a;

       CItem b(a);     // 或CItem b; b =  a;

　　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符共同实现的。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。默认拷贝构造函数的行为如下:
 默认的拷贝构造函数执行的顺序与其他用户定义的构造函数相同,执行先父类后子类的构造.
 拷贝构造函数对类中每一个数据成员执行成员拷贝(memberwise Copy)的动作.
 a)如果数据成员为某一个类的实例,那么调用此类的拷贝构造函数.
 b)如果数据成员是一个数组,对数组的每一个执行按位拷贝. 
 c)如果数据成员是一个数量,如int,double,那么调用系统内建的赋值运算符对其进行赋值.拷贝构造函数是用一个存在的对象去构造另一个不存在的对象   
  赋值函数是两个对象都已存在，用一个对象的值去覆盖另一个对象的值。   

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拷贝构造函数，经常被称作X(X&)，是一种特殊的构造函数，他由编译器调用来完成一些基于同一类的其他对象的构件及初始化。它的唯一的一个参数（对象的引用）是不可变的（因为是const型的）。
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这个函数经常用在函数调用期间于用户定义类型的值传递及返回。拷贝构造函数要调用基类的拷贝构造函数和成员函数。如果可以的话，它将用常量方式调用，另外，也可以用非常量方式调用。关于拷贝构造函数和赋值运算符
作者：冯明德



重点:包含动态分配成员的类 应提供拷贝构造函数,并重载"="赋值操作符。 


以下讨论中将用到的例子: 

class CExample
{
public:
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
~CExample(){delete pBuffer;}
void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}
private:
char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源
int nSize;
};



这个类的主要特点是包含指向其他资源的指针。 

pBuffer指向堆中分配的一段内存空间。 



一、拷贝构造函数 

int main(int argc, char* argv[])
{
CExample theObjone;
theObjone.Init40);

//现在需要另一个对象,需要将他初始化称对象一的状态
CExample theObjtwo=theObjone;
...
}


语句"CExample theObjtwo=theObjone;"用theObjone初始化theObjtwo。 

其完成方式是内存拷贝，复制所有成员的值。 

完成后，theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。 
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即它们将指向同样的地方，指针虽然复制了，但所指向的空间并没有复制，而是由两个对象共用了。这样不符合要求，对象之间不独立了，并为空间的删除带来隐患。 
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所以需要采用必要的手段来避免此类情况。 

回顾以下此语句的具体过程:首先建立对象theObjtwo，并调用其构造函数，然后成员被拷贝。 

可以在构造函数中添加操作来解决指针成员的问题。 

所以C++语法中除了提供缺省形式的构造函数外，还规范了另一种特殊的构造函数：拷贝构造函数，上面的语句中，如果类中定义了拷贝构造函数，这对象建立时，调用的将是拷贝构造函数，在拷贝构造函数中，可以根据传入的变量，复制指针所指向的资源。 


拷贝构造函数的格式为:构造函数名(对象的引用) 

提供了拷贝构造函数后的CExample类定义为: 

class CExample
{
public:
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
~CExample(){delete pBuffer;}
CExample(const CExample&); //拷贝构造函数
void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}
private:
char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源
int nSize;
};

CExample::CExample(const CExample& RightSides) //拷贝构造函数的定义
{
nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员
pBuffer=new char[nSize]; //复制指针指向的内容
memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));
}



这样，定义新对象，并用已有对象初始化新对象时，CExample(const CExample& RightSides)将被调用，而已有对象用别名RightSides传给构造函数，以用来作复制。 


原则上，应该为所有包含动态分配成员的类都提供拷贝构造函数。 


拷贝构造函数的另一种调用。 


当对象直接作为参数传给函数时，函数将建立对象的临时拷贝，这个拷贝过程也将调同拷贝构造函数。 

例如 
BOOL testfunc(CExample obj);

testfunc(theObjone); //对象直接作为参数。

BOOL testfunc(CExample obj)
{
//针对obj的操作实际上是针对复制后的临时拷贝进行的
}



还有一种情况，也是与临时对象有关的 

当函数中的局部对象被被返回给函数调者时，也将建立此局部对象的一个临时拷贝，拷贝构造函数也将被调用 


CTest func()
{
CTest theTest;
return theTest
}


二、赋值符的重载 

下面的代码与上例相似 

int main(int argc, char* argv[])
{
CExample theObjone;
theObjone.Init(40);

CExample theObjthree;
theObjthree.Init(60);

//现在需要一个对象赋值操作,被赋值对象的原内容被清除，并用右边对象的内容填充。
theObjthree=theObjone;
return 0;
}


也用到了"="号，但与"一、"中的例子并不同，"一、"的例子中，"="在对象声明语句中，表示初始化。更多时候,这种初始化也可用括号表示。 

例如 CExample theObjone(theObjtwo); 

而本例子中，"="表示赋值操作。将对象theObjone的内容复制到对象theObjthree;，这其中涉及到对象theObjthree原有内容的丢弃，新内容的复制。 

但"="的缺省操作只是将成员变量的值相应复制。旧的值被自然丢弃。 

由于对象内包含指针，将造成不良后果:指针的值被丢弃了，但指针指向的内容并未释放。指针的值被复制了，但指针所指内容并未复制。 


因此，包含动态分配成员的类除提供拷贝构造函数外，还应该考虑重载"="赋值操作符号。 

类定义变为: 

class CExample
{
...
CExample(const CExample&); //拷贝构造函数
CExample& operator = (const CExample&); //赋值符重载
...
};


//赋值操作符重载
CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides)
{
nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员
char *temp=new char[nSize]; //复制指针指向的内容 
memcpy(temp,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));

delete []pBuffer; //删除原指针指向内容  (将删除操作放在后面，避免X=X特殊情况下，内容的丢失)
pBuffer=temp;   //建立新指向
return *this
}



三、拷贝构造函数使用赋值运算符重载的代码。 

CExample::CExample(const CExample& RightSides)
{
pBuffer=NULL;
*this=RightSides  //调用重载后的"="
}