C++之拷贝构造函数的浅copy和深copy

2020-08-31 08:56

TXP嵌入式

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一、深拷贝和浅拷贝构造函数总结：

1、两个特殊的构造函数：

（1）无参构造函数：

没有参数的构造函数

Class Test
｛
public：
Test（）
｛
／／这是一个无参构造函数
｝
｝；

当类中没有定义构造函数时，编译器默认提供一个无参构造函数，并且其函数体为空；换句话来说，就是我们在类中，不用我们程序猿自己写，编译就自动提供了无参构造函数（只是我们肉眼看不到！）

＃include ＜iostream＞
＃include ＜string＞
class Test｛
／／编译器默认给我们提供了一个无参构造函数，只是我们肉眼看不到
｝；
int main（）
｛
Test t；
return 0；
｝

结果输出（编译时能够通过的）：

root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃ g＋＋ test．cpp
root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃

（2）拷贝构造函数：

参数为const class＿name＆的构造函数

class Test｛
public：
Test（const Test＆ p）
｛

｝
｝

当类中没有定义拷贝构造函数时，编译器默认提供了一个拷贝构造函数，简单的进行成员变量的值赋值

＃include ＜iostream＞
＃include ＜string＞
class Test｛
private：
int i；
int j；
public：
Test（const Test＆ p）编译器默认提供这样操作的
｛
i ＝ p．i；
j ＝ p．j；
｝
｝；
int main（）
｛
Test t；
return 0；
｝

输出结果（编译可以通过）：

root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃ g＋＋ test．cpp
root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃

（3）注意：

在写程序的时候，定义的类对象初始化时看属于哪种类型的：

Test t；／／对应无参构造函数
Test t（1）；／／对应有参构造函数
Test t1；
Test t2＝t1；／／对应拷贝构造函数

比如下面我定义的类对象属于无参构造函数（当然前提是你手写了其他构造函数，虽然说编译器会默认提供，但是既然要手写，那么三种构造函数就在定义类对象的时候按需求来写），如果只写了有参数构造函数，那么编译器就会报错：

＃include ＜iostream＞
＃include ＜string＞
class Test｛
private：
int i；
int j；
public：
Test（int a）
｛
i ＝ 9；
j＝8；
｝
Test（const Test＆ p）
｛
i ＝ p．i；
j ＝ p．j；
｝
｝；
int main（）
｛
Test t；
return 0；
｝

输出结果：

root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃ g＋＋ test．cpp
test．cpp： In function ‘int main（）’：
test．cpp：25：9： error： no matching function for call to ‘Test：：Test（）’
Test t；
＾
test．cpp：25：9： note： candidates are：
test．cpp：15：3： note： Test：：Test（const Test＆）
Test（const Test＆ p）
＾
test．cpp：15：3： note： candidate expects 1 argument， 0 provided
test．cpp：10：3： note： Test：：Test（int）
Test（int a）
＾
test．cpp：10：3： note： candidate expects 1 argument， 0 provided

4、拷贝构造函数的意义：

（1）浅拷贝

拷贝后对象的物理状态相同

（2）深拷贝

拷贝后对象的逻辑状态相同

（3）编译器提供的拷贝构造函数只进行浅拷贝

代码版本一：

＃include ＜stdio．h＞
＃include ＜string＞
class Test｛
private：
int i；
int j；
int ＊p；
public：
int getI（）
｛
return i；
｝
int getJ（）
｛
return j；
｝
int ＊getP（）
｛
return p；
｝
Test（int a）
｛
i ＝ 2；
j ＝ 3；
p ＝ new int；
＊p ＝ a；
｝
void free（）
｛
delete p；
｝
｝；
int main（）
｛
Test t1（3）；／／Test t1 3；
Test t2 ＝ t1；
printf（＂t1．i ＝％d， t1．j ＝％d， t1．p ＝％p＂， t1．getI（）， t1．getJ（）， t1．getP（））；
printf（＂t2．i ＝％d， t2．j ＝％d， t2．p ＝％p＂， t2．getI（）， t2．getJ（）， t2．getP（））；
t1．free（）；
t2．free（）；

return 0；
｝

输出结果：

root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃ g＋＋ test．cpp
root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃．／a．out
t1．i ＝ 2， t1．j ＝ 3， t1．p ＝ 0x1528010
t2．i ＝ 2， t2．j ＝ 3， t2．p ＝ 0x1528010
＊＊＊ Error in ｀．／a．out＇： double free or corruption （fasttop）： 0x0000000001528010 ＊＊＊
Aborted （core dumped）

注解：出现了段错误，仔细分析，我们发现这里释放了堆空间两次（因为我们这里没有调用拷贝构造函数，也就是自己去写拷贝构造函数；所以这种情况是浅拷贝，不能释放两次堆空间）：

代码版本二（加上拷贝构造函数）：

＃include ＜stdio．h＞
＃include ＜string＞
class Test｛
private：
int i；
int j；
int ＊p；
public：
int getI（）
｛
return i；
｝
int getJ（）
｛
return j；
｝
int ＊getP（）
｛
return p；
｝
Test（int a）
｛
i ＝ 2；
j ＝ 3；
p ＝ new int；
＊p ＝ a；
｝
Test（const Test＆ t）
｛
i ＝ t．i；
j ＝ t．j；
p ＝ new int；
＊p ＝＊t．p；
｝
void free（）
｛
delete p；
｝
｝；
int main（）
｛
Test t1（4）；
Test t2 ＝ t1；
printf（＂t1．i ＝％d， t1．j ＝％d， t1．p ＝％p＂， t1．getI（）， t1．getJ（）， t1．getP（））；
printf（＂t2．i ＝％d， t2．j ＝％d， t2．p ＝％p＂， t2．getI（）， t2．getJ（）， t2．getP（））；
t1．free（）；
t2．free（）；
return 0；
｝

输出结果：

root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃ g＋＋ test．cpp
root＠txp－virtual－machine：／home／txp＃．／a．out
t1．i ＝ 2， t1．j ＝ 3， t1．p ＝ 0xb0a010
t2．i ＝ 2， t2．j ＝ 3， t2．p ＝ 0xb0a030

注解：从打印的p地址空间来看，就知释放的两个对象的堆空间不同，不再是指向同一堆空间了；同时我们发现浅拷贝只是简单数值上的进行赋值而已；深拷贝不只是简单的值赋值，而是从内存的角度来看，是操作不同的内存。

5、什么时候需要进行深拷贝？

（1）对象中有成员指代了系统中的资源

成员指向了动态内存空间

成员打开了外存中的文件

成员使用了系统中的网络端口

注意：一般来说，自定义拷贝构造函数（也就是我们自己手写的），必然需要实现深拷贝！

二、总结：

C＋＋编译器会默认提供构造函数

无参构造函数用于定义对象的默认初始化状态

拷贝构造函数在创建对象时拷贝对象的状态

对象的拷贝有浅拷贝和深拷贝两种方式。