拷贝控制C++
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了拷贝控制C++相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
第13章 拷贝控制
从此章我们即将开始第三部分的学习，之前我们已经学过了两个部分，C++基础和C++标准库，第三部分为类设计者的工具
也就是我们即将开始传说中的对象对象编程之旅，面向对象程序设计(Object Oriented Programming)
本章进行学习类如何操控该类型的拷贝，赋值，移动或者销毁，有：拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值运算符、移动赋值运算符以及析构函数等重要知识
拷贝构造函数
定义：如果一个构造函数的第一个参数是自身类类型的引用，且任何额外参数都有默认值，则此构造函数是构造拷贝函数
简单上手
//example1.cpp
class Person
public:
int age;
Person() = default;
Person(int age) : age(age)
Person(const Person &person)
//内容拷贝
this->age = person.age;
;
int main(int argc, char **argv)
Person person1(19);
Person person2 = person1;
cout << person2.age << endl; // 19
return 0;
合成拷贝构造函数
默认情况下，编译器会定义一个拷贝构造函数，即使在我们提供拷贝构造函数的情况下也仍会自动生成,默认情况下会将每个非static成员拷贝到正在创建的对象中
//example2.cpp
class Person
public:
int age;
string name;
Person() = default;
Person(const Person &);
Person(const int age, const string name) : age(age), name(name)
;
//直接使用构造函数初始化列表
//此定义与默认合成拷贝函数相同
Person::Person(const Person &person) : age(person.age), name(person.name)
int main(int argc, char **argv)
Person me(19, "gaowanlu");
Person other = me;
// 19 gaowanlu
cout << other.age << " " << other.name << endl;
return 0;
尝试测试一下编译器默认提供的合成拷贝构造函数,可见存在默认合成拷贝构造函数
如果不想让一个构造函数具有可以赋值转换的功能，则将其定义为explicit的
//example3.cpp
class Person
public:
string name;
int age;
Person(const int age, const string name) : name(name), age(age)
;
int main(int argc, char **argv)
Person me(19, "gaowanlu");
Person other = me;
// 19 gaowanlu
cout << other.age << " " << other.name << endl;
return 0;
重载赋值运算符
重载operator=方法进行自定义赋值运算符使用时要做的事情
//example4.cpp
class Person
public:
int age;
string name;
Person() = default;
Person(int age, string name) : age(age), name(name)
Person &operator=(const Person &);
;
Person &Person::operator=(const Person &person)
cout << "operator =" << endl;
this->age = person.age;
this->name = person.name;
return *this;
int main(int argc, char **argv)
Person person1(19, "me");
Person person2;
person2 = person1; // operator =
cout << person2.age << " " << person2.name << endl; // 19 me
return 0;
合成拷贝赋值运算符
与合成拷贝构造函数类似，如果没有自定义拷贝赋值运算符，编译器会自动生成
//example5.cpp
class Person
public:
int age;
string name;
Person() = default;
Person(int age, string name) : age(age), name(name)
;
int main(int argc, char **argv)
Person person1(19, "me");
Person person2;
person2 = person1; //使用默认合成拷贝赋值运算符
cout << person2.age << " " << person2.name << endl; // 19 me
return 0;
析构函数
析构函数与构造函数不同，构造函数初始化对象的非static数据成员，还可能做一些在对象创建时需要做的事情。析构函数通常释放对象的资源，并销毁对象的非static数据成员
~TypeName();析构函数没有返回值，没有接收参数，所以其没有重载形式
在构造函数中，初始化部分执行在函数体执行前，析构函数则是首先执行函数体，然后按照初始化顺序的逆序销毁。
构造函数被调用的时机
- 变量在离开其作用域时被销毁
- 当一个对象被销毁时，其成员被销毁
- 容器（无论标准容器还是数组）被销毁时，其元素被销毁
- 动态内存分配，当对它的指针使用delete时被销毁
- 对于临时对象，当创建它的完整表达式结束时被销毁
//example6.cpp
class Person
public:
int age;
string name;
Person() = default;
Person(int age, string name) : age(age), name(name)
~Person()
cout << "~Person" << endl;
;
Person func(Person person)
return person;
int main(int argc, char **argv)
Person person(19, "me");
Person person1 = func(person);
//~Person被打印三次
//首先将person拷贝给func的形参，然后形参person作为返回值赋值给person1
//然后func返回值person被销毁
//随着main执行完毕，main内的两个Person被销毁
return 0;
合成析构函数
当为自定义析构函数时，编译器会自动提供一个合成析构函数，对于某些类作用为阻止该类型的对象被销毁，如果不是则函数体为空
//example7.cpp
class Person
public:
int age;
string name;
Person() = default;
Person(int age, string name) : age(age), name(name)
~Person() //等价于合成析构函数
;
int main(int argc, char **argv)
Person person(19, "gaowanlu");
cout << person.age << " " << person.name << endl; // 19 gaowanlu
return 0;
在合成析构函数体执行完毕之后，成员会被自动销毁，对象中的string被销毁时，将会调用string的析构函数，将name的内存释放掉，析构函数自身并不直接销毁成员，是在析构函数体之后隐含的析构阶段中被销毁的，整个销毁过程，析构函数体是作为成员销毁步骤之外的并一部分而进行的
如果对象的内部有普通指针记录new动态内存，在对象析构过程默认只进行指针变量指针本身的释放，而不对申请的内存进行释放，则就需要动态内存章节学习的在析构函数体内手动释放他们，或者使用智能指针，随着智能指针的析构被执行，动态内存会被释放
三/五法则
有三个基本操作可控制类的拷贝操作：拷贝构造函数、拷贝赋值运算符、析构函数。在新标准下还可以通过定义一个移动构造函数、一个移动赋值运算符
我们发现有时赋值运算符与拷贝构造函数会执行相同的功能，通常情况下并不要求定义所有这些操作
使用合成拷贝函数和合成拷贝赋值运算符时可能遇见的问题
//example8.cpp
class Person
public:
int age;
string *name;
Person(const string &name = string()) : name(new string(name)), age(0)
~Person()
delete name;
;
int main(int argc, char **argv)
Person person1("me");
Person person2 = person1; //使用合成拷贝构造函数
//此时的person1.name与person2.name指向相同的内存地址
*person1.name = "he";
cout << *person2.name << endl; // he
cout << "end" << endl; // end
return 0;
在合成拷贝构造函数和合成拷贝赋值运算符，其中的拷贝操作都是简单的指针地址赋值，而不是重新开辟空间，再将原先的name赋值到新的内存空间
使用=default
使用=default可以显式要求编译器生成合成拷贝构造函数和拷贝赋值运算符
//example9.cpp
class Person
public:
Person() = default; //合成默认构造函数
Person(const Person &) = default; //合成拷贝构造函数
Person &operator=(const Person &); //合成拷贝赋值运算
~Person() = default; //合成析构函数
;
//默认在类内使用=default的成员函数为内联的
//如果不希望是内联函数则应在类外部定义使用=default
Person &Person::operator=(const Person &person) = default;
int main(int argc, char **argv)
Person person1;
Person person2 = person1;
cout << "end" << endl; // endl
return 0;
=delete阻止拷贝
使用=delete定义删除的函数
//example10.cpp
class Person
public:
Person() = default;
Person(const Person &) = delete; //禁止拷贝构造函数
Person &operator=(const Person &) = delete; //阻止拷贝赋值
~Person() = default;
;
int main(int argc, char **argv)
Person person1;
// Person person2 = person1;//错误 不允许拷贝复制赋值
return 0;
析构函数不能是删除的成员，否则就不能销毁此类型,没有析构函数的类型可以使用动态分配方式创建，但是不能被销毁
//example11.cpp
class Person
public:
int age;
string name;
Person(const int age, const string name) : age(age), name(name)
~Person() = delete;
;
int main(int argc, char **argv)
Person *person = new Person(19, "me");
// delete person;//错误 Person没有析构函数
return 0;
编译器将成员处理为删除的
对于某些情况，编译器会将合成的成员定义为删除的函数
重点：如果一个类有数据成员不能默认构造、拷贝、复制、销毁，则对应的成员函数将被定义为删除的
private拷贝控制
在新标准之前没有，删除的成员，类是通过将其拷贝构造函数和拷贝赋值运算符声明为private的来阻止拷贝的
//example12.cpp
class Person
private:
Person(const Person &person);
Person &operator=(const Person &person);
public:
int age;
string name;
Person(const int age, const string name) : age(age), name(name)
~Person() = default;
Person() = default;
void test();
;
Person::Person(const Person &person)
Person &Person::operator=(const Person &person)
return *this;
void Person::test()
Person *person = new Person(19, "me");
Person person1 = *person; //函数成员或者友元函数可以使用
delete person;
int main(int argc, char **argv)
Person person1(19, "me");
// Person person2 = person1;
// error: 'Person::Person(const Person&)' is private within this context
person1.test();
return 0;
这种虽然类的外部不能使用拷贝构造和拷贝赋值，但是类的友元和成员函数仍可使用二者，同时想要阻止友元函数或者成员函数的使用，则只声明private成员即可不进行定义
//example13.cpp
class Person
private:
Person(const Person &person); //只声明不定义
Person &operator=(const Person &person); //只声明不定义
public:
int age;
string name;
Person(const int age, const string name) : age(age), name(name)
~Person() = default;
Person() = default;
void test();
;
int main(int argc, char **argv)
Person person1(19, "me");
// Person person2 = person1;
// error: 'Person::Person(const Person&)' is private within this context
// 如果函数成员或友元函数使用拷贝构造或者赋值 也会报错
return 0;
总之优先使用=delete这种新的规范，delete是从编译阶段直接解决问题
行为像值的类
有些类拷贝是值操作，是一份相同得副本
//example14.cpp
class Person
public:
int *age;
string *name;
Person(const int &age, const string &name) : age(new int(age)), name(new string(name))
Person() : age(new int(0)), name(new string(""))
Person &operator=(const Person &person);
~Person()
delete age, delete name;
;
Person &Person::operator=(const Person &person)
*age = *person.age;
*name = *person.name;
return *this;
int main(int argc, char **argv)
Person person1(19, "me");
Person person2(20, "she");
person1 = person2;
cout << *person1.age << " " << *person1.name << endl; // 20 she
cout << *person2.age << " " << *person2.name << endl; // 20 she
*person1.name = "gaowanlu";
cout << *person1.age << " " << *person1.name << endl; // 20 gaowanlu
cout << *person2.age << " " << *person2.name << endl; // 20 she
//可见之间此类对象像一种值类型
return 0;
行为像指针的类
有些类拷贝是指针指向的操作，也就是不同的类的成员会使用相同的内存
先来看一种简单使用的情况
//example15.cpp
class Person
public:
int *age;
string *name;
Person() : age(new int(0)), name(new string)
Person(const int &age, const string &name) : age(new int(age)), name(new string(name))
Person &operator=(const Person &person);
;
Person &Person::operator=(const Person &person)
if (age)
delete age;
if (name)
delete name;
age = person.age;
name = person.name;
return *this;
int main(int argc, char 以上是关于拷贝控制C++的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章