构造函数

Posted 子夕1992

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了构造函数相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

【转】C++拷贝构造函数详解

 

 

一、什么是拷贝构造函数

首先对于普通类型的对象来说,它们之间的复制是很简单的,例如:

int a=100;
int b=a;

而类对象与普通对象不同,类对象内部结构一般较为复杂,存在各种成员变量。

下面看一个类对象拷贝的简单例子。

复制代码
#include <iostream>
using namespace std;

class CExample {
private:
     int a;
public:
      //构造函数
     CExample(int b)
     { a = b;}

      //一般函数
     void Show ()
     {
        cout<<a<<endl;
      }
};

int main()
{
     CExample A(100);
     CExample B = A; //注意这里的对象初始化要调用拷贝构造函数,而非赋值
      B.Show ();
     return 0;
}
复制代码

运行程序,屏幕输出100。从以上代码的运行结果可以看出,系统为对象B分配了内存并完成了与对象A的复制过程。(实际是编译器给我们自动产生一个拷贝构造函数)。就类对象而言,相同类型的类对象是通过拷贝构造函数来完成整个复制过程的。

下面举例说明拷贝构造函数的工作过程。

复制代码
#include <iostream>
using namespace std;

class CExample {
private:
    int a;
public:
    //构造函数
    CExample(int a)
    {
        a = b;
    }
    //拷贝构造函数
    CExample(const CExample& C)
    {
        a = C.a;
    }

    //一般函数
    void show()
    {
        cout << a << endl;
    }

};

int main()
{
    CExample A(100);
    CExample B = A;// CExample B(A); 也是一样的
    B.show();
    return 0;
}
复制代码

CExample(const CExample& C)  就是我们自定义的拷贝构造函数。可见,拷贝构造函数是一种特殊的构造函数,函数的名称必须和类名称一致,它必须的一个参数是本类型的一个引用变量

 

二、拷贝构造函数的调用时机

在C++中,下面三种对象需要调用拷贝构造函数!

1、对象以值传递的方式传入函数参数

复制代码
class CExample 
{
private:
 int a;

public:
 //构造函数
 CExample(int b)
 { 
  a = b;
  cout<<"creat: "<<a<<endl;
 }

 //拷贝构造
 CExample(const CExample& C)
 {
  a = C.a;
  cout<<"copy"<<endl;
 }
 
 //析构函数
 ~CExample()
 {
  cout<< "delete: "<<a<<endl;
 }

     void Show ()
 {
         cout<<a<<endl;
     }
};

//全局函数,传入的是对象
void g_Fun(CExample C)
{
 cout<<"test"<<endl;
}

int main()
{
 CExample test(1);
 //传入对象
 g_Fun(test);

 return 0;
}
复制代码

调用g_Fun()时,会产生以下几个重要步骤:

(1).test对象传入形参时,会先产生一个临时变量,就叫C吧。

(2).然后调用拷贝构造函数把test的值给C。这两个步骤有点像:CExample C(test);

(3).等g_Fun()执行完后,析构掉C对象。

 

2、对象以值传递的方式从函数返回

复制代码
class CExample 
{
private:
 int a;

public:
 //构造函数
 CExample(int b)
 { 
  a = b;
 }

 //拷贝构造
 CExample(const CExample& C)
 {
  a = C.a;
  cout<<"copy"<<endl;
 }

     void Show ()
     {
         cout<<a<<endl;
     }
};

//全局函数
CExample g_Fun()
{
 CExample temp(0);
 return temp;
}

int main()
{
 g_Fun();
 return 0;
}
复制代码

 

当g_Fun()函数执行到return时,会产生以下几个重要步骤:

(1).先会产生一个临时变量,就叫XXXX吧。

(2).然后调用拷贝构造函数把temp的值给XXXX。整个这两个步骤有点像CExample XXXX(temp);

(3).在函数执行到最后先析构temp局部变量;

(4).等g_Fun()执行完后再析构掉XXXX对象。

 

3、对象需要通过另外一个对象进行初始化

CExample A(100);
CExample B = A; 
// CExample B(A); 

后两句都会调用拷贝构造函数。

 

三、浅拷贝和深拷贝

1、默认拷贝构造函数

很多时候在我们都不知道拷贝构造函数的情况下,传递对象给函数参数或者函数返回对象都能很好地进行,这是因为编译器会给我们自动产生一个拷贝构造函数,这就是“默认拷贝构造函数”,这个构造函数很简单,仅仅使用“老对象”的数据成员的值对“新对象”的数据成员一一进行赋值,它一般具有以下形式:

Rect::Rect(const Rect& r)
{
    width = r.width;
    height = r.height;
}

当然,以上代码不用我们编写,编译器会为我们自动生成。但是如果认为这样就可以解决对象的复制问题,那就错了,让我们来考虑以下一段代码:

复制代码
class Rect
{
public:
    Rect()      // 构造函数,计数器加1
    {
        count++;
    }
    ~Rect()     // 析构函数,计数器减1
    {
        count--;
    }
    static int getCount()       // 返回计数器的值
    {
        return count;
    }
private:
    int width;
    int height;
    static int count;       // 一静态成员做为计数器
};

int Rect::count = 0;        // 初始化计数器

int main()
{
    Rect rect1;
    cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl;

    Rect rect2(rect1);   // 使用rect1复制rect2,此时应该有两个对象
     cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl;

    return 0;
}
复制代码

这段代码对前面的类,加入了一个静态成员,目的是进行计数。在主函数中,首先创建对象rect1,输出此时的对象个数,然后使用rect1复制出对象rect2,再输出此时的对象个数,按照理解,此时应该有两个对象存在,但实际程序运行时,输出的都是1,反映出只有1个对象。此外,在销毁对象时,由于会调用销毁两个对象,类的析构函数会调用两次,此时的计数器将变为负数。

说白了,就是拷贝构造函数没有处理静态数据成员。

出现这些问题最根本的在于复制对象时,计数器没有递增,我们重新编写拷贝构造函数,如下:

复制代码
class Rect
{
public:
    Rect()      // 构造函数,计数器加1
    {
        count++;
    }
    Rect(const Rect& r)   // 拷贝构造函数
    {
        width = r.width;
        height = r.height;
        count++;          // 计数器加1
    }
    ~Rect()     // 析构函数,计数器减1
    {
        count--;
    }
    static int getCount()   // 返回计数器的值
    {
        return count;
    }
private:
    int width;
    int height;
    static int count;       // 一静态成员做为计数器
};
复制代码

2、浅拷贝

所谓浅拷贝,指的是在对象复制时,只对对象中的数据成员进行简单的赋值,默认拷贝构造函数执行的也是浅拷贝。大多数情况下“浅拷贝”已经能很好地工作了,但是一旦对象存在了动态成员,那么浅拷贝就会出问题了。让我们考虑如下一段代码:

复制代码
class Rect
{
public:
    Rect()      // 构造函数,p指向堆中分配的一空间
    {
        p = new int(100);
    }
    ~Rect()     // 析构函数,释放动态分配的空间
    {
        if(p != NULL)
        {
            delete p;
        }
    }
private:
    int width;
    int height;
    int *p;     // 一指针成员
};

int main()
{
    Rect rect1;
    Rect rect2(rect1);   // 复制对象
    return 0;
}
复制代码

在这段代码运行结束之前,会出现一个运行错误。原因就在于在进行对象复制时,对于动态分配的内容没有进行正确的操作。我们来分析一下:

在运行定义rect1对象后,由于在构造函数中有一个动态分配的语句,因此执行后的内存情况大致如下:

在使用rect1复制rect2时,由于执行的是浅拷贝,只是将成员的值进行赋值,这时 rect1.p=rect2.p,也即这两个指针指向了堆里的同一个空间,如下图所示:

当然,这不是我们所期望的结果,在销毁对象时,两个对象的析构函数将对同一个内存空间释放两次,这就是错误出现的原因。我们需要的不是两个p有相同的值,而是两个p指向的空间有相同的值,解决办法就是使用“深拷贝”。

 

3、深拷贝

在“深拷贝”的情况下,对于对象中动态成员,就不能仅仅简单地赋值了,而应该重新动态分配空间,如上面的例子就应该按照如下的方式进行处理:

复制代码
class Rect
{
public:
    Rect()      // 构造函数,p指向堆中分配的一空间
    {
        p = new int(100);
    }
    Rect(const Rect& r)
    {
        width = r.width;
        height = r.height;
        p = new int;    // 为新对象重新动态分配空间
        *p = *(r.p);
    }
    ~Rect()     // 析构函数,释放动态分配的空间
    {
        if(p != NULL)
        {
            delete p;
        }
    }
private:
    int width;
    int height;
    int *p;     // 一指针成员
};
复制代码

此时,在完成对象的复制后,内存的一个大致情况如下:

此时,rect1的p和rect2的p各自指向一段内存空间,但它们指向的空间具有相同的内容,这就是所谓的“深拷贝”。

3、防止默认拷贝发生

通过对对象复制的分析,我们发现对象的复制大多在进行“值传递”时发生,这里有一个小技巧可以防止按值传递——声明一个私有拷贝构造函数。甚至不必去定义这个拷贝构造函数,这就因为拷贝构造函数是私有的,如果用户试图按值传递或函数返回该类对象,将得到一个编译错误,从而可以避免按值传递或返回对象。

复制代码
// 防止按值传递
class CExample 
{
private:
    int a;

public:
    //构造函数
    CExample(int b)
    { 
        a = b;
        cout<<"creat: "<<a<<endl;
    }

private:
    //拷贝构造,只是声明
    CExample(const CExample& C);

public:
    ~CExample()
    {
        cout<< "delete: "<<a<<endl;
    }

    void Show ()
    {
        cout<<a<<endl;
    }
};

//全局函数
void g_Fun(CExample C)
{
    cout<<"test"<<endl;
}

int main()
{
    CExample test(1);
    //g_Fun(test); 按值传递将出错
    
    return 0;
} 
复制代码

 

四、拷贝构造函数的几个细节

1、拷贝构造函数里能调用private成员变量吗?

解答:这个问题是在网上见的,当时一下子有点晕。其时从名子我们就知道拷贝构造函数其时就是一个特殊的构造函数,操作的还是自己类的成员变量,所以不受private的限制。

 

2、以下函数哪个是拷贝构造函数,为什么?

X::X(const X&);    
X::X(X);    
X::X(X&, int a=1);    
X::X(X&, int a=1, int b=2);

解答:对于一个类X,如果一个构造函数的第一个参数是下列之一:

a)X&

b)const X&

c)volatile X&

d)const volatile X&

且没有其它参数或其它参数都有默认值,那么这个函数是拷贝构造函数。

X::X(const X&);  //是拷贝构造函数    
X::X(X&, int=1); //是拷贝构造函数   
X::X(X&, int a=1, int b=2); //当然也是拷贝构造函数

 

3、一个类中可以存在多于一个的拷贝构造函数吗?

解答:类中可以存在超过一个拷贝构造函数。

class X { 
public:       
  X(const X&);      // const 的拷贝构造
  X(X&);            // 非const的拷贝构造
};

 

注意:如果一个类中只存在一个参数为X&的拷贝构造函数,那么就不能使用const X或volatile X的对象实行拷贝初始化。

复制代码
class X {    
public:
  X();    
  X(X&);
};    

const X cx;    
X x = cx;    // error
复制代码

如果一个类中没有定义拷贝构造函数,那么编译器会自动产生一个默认的拷贝构造函数。

这个默认的参数可能为X::X(const X&)或X::X(X&),由编译器根据上下文决定选择哪一个。

 

转自:http://blog.csdn.net/lwbeyond/article/details/6202256/

以上是关于构造函数的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Android 逆向ART 脱壳 ( DexClassLoader 脱壳 | DexClassLoader 构造函数 | 参考 Dalvik 的 DexClassLoader 类加载流程 )(代码片段

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