本文转载自 http://blog.csdn.net/lwbeyond/article/details/6202256,在此感谢作者

CTemp B(A); //复制构造函数,C++风格的初始化

CTemp B=A; //仍然是复制构造函数,不过这种风格只是为了与C兼容,与上面的效果一样.在这之前B不存在,或者说还未构造好。

CTemp B;

B = A; //赋值运算符,在这之前B已经通过默认构造函数构造完成。

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。

#include

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<

}

};

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;

}

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。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。

#include

using namespace std;

class CExample {

private:

int a;

public:

//构造函数

CExample(int b)

{ a = b;}

//拷贝构造函数

CExample(const CExample& C)

{

a = C.a;

}

//一般函数

void Show ()

{

cout<

}

};

int main()

{

CExample A(100);

CExample B = A; // CExample B(A); 也是一样的

B.Show ();

return 0;

}

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

class CExample {private: int a;

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

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

void Show () { cout<

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

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

return 0;}

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,会先会产生一个临时变量,就叫 C 吧。(2).然后调用拷贝构造函数把test的值给C。 整个这两个步骤有点像: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

class CExample {private: int a;

public:

CExample() { cout<<"CExample con"<

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

void Show () { cout<

~CExample() { cout<<"CExample des"<

};

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

int main(){ g_Fun(); return 0;}

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的进行,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:

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

return 0;}

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,反应出只有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就在于在复制对象时,计数器没有递增,我们重新编写拷贝构造函数,如下:

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};

2. 浅拷贝

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;}

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:

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

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};

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:

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,这样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。

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

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

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

public: ~CExample() { cout<< "delete: "<

void Show () { cout<

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

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

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&且没有其他参数或其他参数都有默认值,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.

class X {

public:

X();

X(X&);

};

const X cx;

X x = cx; // error

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。

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.

C++中什么时候有临时对象产生,此时刻c++一定要调用拷贝构造函数。(临时对象产生时有一个特例,此时不需要调用拷贝构造函数,例如类A,A a=1000;)

3. 写出以下程序段的输出结果, 并说明为什么? 如果你都能回答无误的话,那么你已经对拷贝构造函数有了相当的了解。

struct X {

template

X( T& ) { std::cout << "This is ctor." << std::endl; }

template

X& operator=( T& ) { std::cout << "This is ctor." << std::endl; }

};

void main() {

X a(5);

X b(10.5);

X c = a;

c = b;

}

3. 拷贝构造函数不能由成员函数模版生成.

struct X {

template

X( const T& ); // NOT copy ctor, T can't be X

template

operator=( const T& ); // NOT copy ass't, T can't be X

};

原因很简单, 成员函数模版并不改变语言的规则,而语言的规则说,如果程序需要一个拷贝构造函数而你没有声明它,那么编译器会为你自动生成一个. 所以成员函数模版并不会阻止编译器生成拷贝构造函数, 赋值运算符重载也遵循同样的规则.(参见Effective C++ 3edition, Item45)

//下面的内容可以不细看

2) 一般来说是在数据成员包含指针对象的时候,应付两种不同的处理需求的 一种是复制指针对象,一种是引用指针对象 copy大多数情况下是复制,=则是引用对象的

例子:

class A

{

int nLen;

char * pData;

}

显然

A a, b;

a=b的时候,对于pData数据存在两种需求

第一种copy

a.pData = new char [nLen];

memcpy(a.pData, b.pData, nLen);

另外一种(引用方式):

a.pData = b.pData

通过对比就可以看到,他们是不同的

往往把第一种用copy使用,第二种用=实现

你只要记住拷贝构造函数是用于类中指针,对象间的COPY

3) 拷贝构造函数首先是一个构造函数,它调用的时候产生一个对象,是通过参数传进来的那个对象来初始化,产生的对象。

operator=();是把一个对象赋值给一个原有的对象,所以如果原来的对象中有内存分配要先把内存释放掉,而且还要检查一下两个对象是不是同一个对象,如果是的话就不做任何操作。

还要注意的是拷贝构造函数是构造函数,不返回值

而赋值函数需要返回一个对象自身的引用,以便赋值之后的操作

4) 在形式上

类名(形参表列); //普通构造函数的声明,如Box(int h,int w,int len);

类名(类名& 对象名); //复制构造函数的声明,如Box(Box &b);

5) 在建立对象时,实参类型不同。系统会根据实参的类型决定调用普通构造函数或复制构造函数。如:

Box box1(12,15,16); //实参为整数,调用普通构造函数

Box box2(box1); //实参是对象名,调用复制构造函数