复制构造函数与赋值函数

作者: admin 分类: C++ 发布时间: 2020-06-04 21:59

构造函数、析构函数、赋值函数是每个类最基本的的函数。每个类只有一个析构函数和一个赋值函数。但是有很多构造函数(一个为复制构造函数,其他为普通构造函数。对于一个类A,如果不编写上述四个函数,c++编译器将自动为A产生四个默认的函数,即:

  • A(void)                                    //默认无参数构造函数

  • A(const A &a)                         //默认复制构造函数

  • ~A(void);                                //默认的析构函数

  • A & operator = (const A &a); //默认的赋值函数

既然能自动生成函数,为什么还需要自定义?原因之一是“默认的复制构造函数”和"默认的赋值函数“均采用”位拷贝“而非”值拷贝“

位拷贝  v.s.  值拷贝

为便于说明,以自定义String类为例,先定义类,而不去实现。

#include <iostream>
using namespace std;

class String  
{
    public:
        String(void);
        String(const String &other);
        ~String(void);
        String & operator =(const String &other);
    private: 
        char *m_data;
        int val;
};

位拷贝拷贝的是地址,而值拷贝拷贝的是内容。

如果定义两个String对象a, b。当利用位拷贝时,a=b,其中的a.val=b.val;但是a.m_data=b.m_data就错了:a.m_data和b.m_data指向同一个区域。这样出现问题:

  • a.m_data原来的内存区域未释放,造成内存泄露

  • a.m_data和b.m_data指向同一块区域,任何一方改变,会影响到另一方

  • 当对象释放时,b.m_data会释放掉两次

因此

当类中还有指针变量时,复制构造函数和赋值函数就隐含了错误。此时需要自己定义。

结论

  • 有一种特别常见的情况需要自己定义复制控制函数:类具有指针哈函数。

  • 赋值操作符和复制构造函数可以看成一个单元,当需要其中一个时,我们几乎也肯定需要另一个

  • 三法则:如果类需要析构函数,则它也需要赋值操作符和复制构造函数

注意

  • 如果没定义复制构造函数(别的不管),编译器会自动生成默认复制构造函数

  • 如果定义了其他构造函数(包括复制构造函数),编译器绝不会生成默认构造函数

  • 即使自己写了析构函数,编译器也会自动生成默认析构函数

因此此时如果写String s是错误的,因为定义了其他构造函数,就不会自动生成无参默认构造函数。

复制构造函数  v.s.  赋值函数

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

class String  
{
    public:
        String(const char *str);
        String(const String &other);
        String & operator=(const String &other);
        ~String(void); 
    private:
        char *m_data;
};

String::String(const char *str)
{
    cout << "自定义构造函数" << endl;
    if (str == NULL)
    {
        m_data = new char[1];
        *m_data = '\0';
    }
    else
    {
        int length = strlen(str);
        m_data = new char[length + 1];
        strcpy(m_data, str);
    }
}

String::String(const String &other)
{
    cout << "自定义拷贝构造函数" << endl;
    int length = strlen(other.m_data);
    m_data = new char[length + 1];
    strcpy(m_data, other.m_data);
}

String & String::operator=(const String &other)
{
    cout << "自定义赋值函数" << endl; 

    if (this == &other)
    {
        return *this;
    }
    else
    {
        delete [] m_data;
        int length = strlen(other.m_data);
        m_data = new char[length + 1];
        strcpy(m_data, other.m_data);
        return *this;
    }
}

String::~String(void)
{
    cout << "自定义析构函数" << endl; 
    delete [] m_data;
}
int main()
{
    cout << "a(\"abc\")" << endl;
    String a("abc");

    cout << "b(\"cde\")" << endl;
    String b("cde");
    
    cout << " d = a" << endl;
    String d = a;

    cout << "c(b)" << endl;
    String c(b);

    cout << "c = a" << endl;
    c = a;

    cout << endl;
}

执行结果

说明几点

1. 赋值函数中,上来比较 this == &other 是很必要的,因为防止自复制,这是很危险的,因为下面有delete []m_data,如果提前把m_data给释放了,指针已成野指针,再赋值就错了

2. 赋值函数中,接着要释放掉m_data,否则就没机会了(下边又有新指向了)

3. 拷贝构造函数是对象被创建时调用,赋值函数只能被已经存在了的对象调用

    注意:String a("hello"); String b("world");  调用自定义构造函数

             String c=a;调用拷贝构造函数,因为c一开始不存在,最好写成String c(a);

 

 

C++赋值运算符函数

为类添加赋值运算符函数:

类型定义

class CMyString
{public:
    CMyString(char *pData = NULL);
    CMyString(const CMyString &str);
    ~CMyString(void);

    CMyString &operator=(const CMyString &);private:    char *m_pData;
};

要点:

1、返回值类型为该类型的引用,并在函数结束前返回实例自身的引用(即 *this);

2、是否把传入的参数声明为常量引用【const CmyString &str】;

3、是否释放自身已有内存,否则会造成“内存泄漏”;

4、是否判断参数与当前示例是指向的同一个对象;

解法:

/*

    适用于初级C++程序员的解法

*/

CMyString &CMyString::operator=(const CMyString &str)

{

    //首先检测两个指针是否指向同一个对象

    if (this == &str)

        return *this;

    //释放原内存

    delete []m_pData;

    m_pData = NULL;

    //重新申请内存

    m_pData = new char[strlen(str.m_pData) + 1];

    strcpy(m_pData,str.m_pData);

    //谨记:返回*this

    return *this;

}

/*

    适用于高级C++程序员的解法

*/

CMyString &CMyString::operator=(const CMyString &str)

{

    if (this != &str)                   //确保不指向同一个实例

    {

        CMyString strTemp(str);

        char *pTemp = strTemp.m_pData;  //指针指向需要更换的对象

        //strTemp.m_pData指向原来的对象,确保内存不足时可以找到原来对象的值

        strTemp.m_pData = m_pData;      

        m_pData = pTemp;                //更换原对象的值

    }   //自动调用strTemp的析构函数,销毁strTemp对象并回收pTemp的内存

    return *this;

}


如果觉得我的文章对您有用,请随意赞赏。您的支持将鼓励我继续创作!

发表评论

标签云