❥关于C++之类的复制构造函数&赋值运算符

Posted 2022-03-14 itzyjr

C++自动提供了下面这些成员函数：

• 默认构造函数，如果没有定义构造函数
• 默认析构函数，如果没有定义
• 复制构造函数，如果没有定义
• 赋值运算符，如果没有定义
• 地址运算符，如果没有定义

一、复制构造函数

复制构造函数用于将一个对象复制到新创建的对象中。

类的复制构造函数原型：_Class(const _Class &);

它接受一个指向类对象的常量引用作为参数。例如，StringBad类的复制构造函数的原型如下：

StringBad(const StringBad &);

何时调用复制构造函数？

StringBad ditto(motto); // 调用StringBad(const StringBad &)
StringBad metoo = motto; // 调用StringBad(const StringBad &)
StringBad also = StringBad(motto); // 调用StringBad(const StringBad &)
StringBad *pStringBad = new StringBad(motto); // 调用StringBad(const StringBad &)
如果重载了operator+()，则下面语句将调用复制构造函数：
StringBad x, y, z;
x + y = z; // x + y创建临时对象再被赋值z，创建临时对象时调用StringBad(const StringBad &)

每当程序生成了对象副本时，编译器都将使用复制构造函数。

在下述情况下，将使用复制构造函数：

• 将新对象初始化为一个同类对象；
• 按值将对象传递给函数；
• 函数按值返回对象；
• 编译器生成临时对象。

实现一个复制构造函数：

StringBad::StringBad(const StringBad & st) 
    num_strings++; // 处理静态成员的更新
    len = st.len;
    str = new char[len + 1]; // 分配空间
    std::strcpy(str, st.str); // 复制字符串到新地址
    cout << num_strings << ":\\"" << str << "\\" object created\\n";

二、赋值运算符

并不是程序清单的所有问题都可以归咎于默认的复制构造函数，还需要看一看默认的赋值运算符。ANSI C允许结构赋值，而C++允许类对象赋值，这是通过自动为类重载赋值运算符实现的。这种运算符的原型：_Class & _Class::operator=(const _Class &);

它接受并返回一个指向类对象的引用。例如，StringBad类的赋值运算符的原型如下：

StringBad & StringBad::operator=(const StringBad &);

不要将赋值与初始化混淆了：

Star sirius;
Star alpha = sirius; // 初始化为一个对象
Star dogstar;
dogstar = sirius; // 赋值

如果语句创建新的对象，则使用初始化；如果语句修改已有对象的值，则是赋值。

何时调用赋值运算符？

将已有的对象赋给另一个对象时，将使用重载的赋值运算符：

StringBad headline1("Celery Stalks at Midnight");
...
StringBad knot; // 自动调用默认构造函数初始化knot
knot = headline1; // 赋值运算符被调用

初始化对象时，并不一定会使用赋值运算符：

StringBad metoo = knot; // 使用复制构造函数，也可能使用的是赋值运算符

与复制构造函数相似，赋值运算符的隐式实现也对成员进行逐个复制。对象赋值是通过默认赋值运算符函数实现的(如果没有重载)，把对象A的数据成员的值逐位赋值给对象B,两个对象之间的赋值，仅仅使用这些对象中数据成员，而两个对象仍是分离的。如果成员本身就是类对象，则程序将使用为这个类定义的赋值运算符来复制该成员，但静态数据成员不受影响。

实现一个赋值运算符：

StringBad & StringBad::operator=(const StringBad & st) 
    if (this == &st)
        return *this;
    delete[] str;
    len = st.len;
    str = new char[len + 1];
    std::strcpy(str, st.str);
    return *this;

由于赋值运算符，是处理对象的复制，将对象的字段深度复制过来即可，不涉及创建新对象，所以实现代码里没有 num_strings++; 这样的代码。但对于自定义的复制构造函数而言，不管是临时对象，还是用另一对象初始化一个对象，都涉及创建新对象，所以有代码 num_strings++; 方便跟踪以及计数逻辑。