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今天我们来学习拷贝构造函数。
一、4. 拷贝构造函数
如果⼀个构造函数的第⼀个参数是自身类型的引用，且任何额外的参数都有默认值，则此叫做拷贝构造函数，也就是说拷贝构造是⼀个特殊的构造函数。
它的形式是这样的：
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
//拷贝构造函数
Date(const Date & d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
拷贝构造具有以下特点：
- 拷贝构造函数是构造函数的⼀个重载。
拷贝构造函数和普通构造函数一样，名字与类名相同，并且也是用于创建对象（用已存在的对象创建新对象）。它与其他构造函数的区别在于参数类型，它的参数是同类对象的引用。拷贝构造函数通过其特殊的参数类型（类对象的引用）与其他构造函数形成了重载关系。编译器可以根据调用时的参数情况（是普通参数还是类对象引用）来决定调用哪一个构造函数。
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date(const Date & d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
int main()
{
//既初始化了对象，又调用了拷贝构造
Date d1();
return 0;
}
- 拷贝构造函数的第⼀个参数必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。 拷贝构造函数也可以多个参数，但是第⼀个参数必须是类类型对象的引用，后面的参数必须有缺省值。
Date &d 是为引用，目的是防止程序循环拷贝构造。如果为(Date d),则主程序Date d2(d1)时将d1拷贝赋值给了d,每次要调用烤贝构造函数之前要先传值传参，传值传参是一种烤贝，又形成一个新的拷贝构造，就形成了无穷递归。
const目的是为了保证被引用的对象不因拷贝的改变而改变。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//拷贝构造函数
Date(const Date & d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 7, 5);
Date d2(d1);
d2.Print();
return 0;
}
- C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造，所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成。
C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型
内置类型 ：就是语言提供的原生数据类型，如：int/char/double/指针等。
自定义类型 ：就是我们使用class/struct等关键字自己定义的类型。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
cout << " const Date& d" << endl;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void Func1(Date d)
{
}
int main()
{
Date d1;
Func1(d1);
return 0;
}
该例子说明了Func1函数调用了拷贝函数构造。
原因是Func1(Date d)，Date d 调用了拷贝。
- 若未显式定义拷贝构造，编译器会生成自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(⼀个字节⼀个字节的拷贝)，对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
Date d2(d1);
d2.Print();
return 0;
}
- Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝，所以不需要我们显示实现拷贝构造。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源（malloc），生成了空间，浅拷贝会将地址也拷贝成一样的。堆空间释放两次，会报错。所以编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷贝(对指向的资源也进行拷贝)。像MyQueue这样的类型内部主要是自定义类型Stack成员，编译器自动生成的拷贝构造会调用Stack的拷贝构造，也不需要我们显示实现MyQueue的拷贝构造。
这里还有一个小技巧，如果一个类显示实现了析构并释放资源，那么他就需要显示写拷贝构造(因为释放了资源就说明当初开了资源，如果不写拷贝构造，那么系统自动生成的拷贝构造会由于浅拷贝而出错)，否则就不需要。
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_capacity = n;
_top = 0;
}
// st2(st1)
Stack(const Stack& st)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
void Push(STDataType x)
{
if (_top == _capacity)
{
int newcapacity = _capacity * 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *
sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
return;
}
_a = tmp;
_capacity = newcapacity;
}
_a[_top++] = x;
}
void Pop()
{
_a[_top - 1] = -1;
--_top;
}
int Top()
{
return _a[_top - 1];
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
}
private:
STDataType* _a;
size_t _capacity;
size_t _top;
};
class MyQueue
{
private:
Stack _pushst;
Stack _popst;
};
- 传值返回,会产生一个临时对象调用拷贝构造，传值引用返回，返回的是返回对象的别名(引用)，没有产生拷贝。但是如果返回对象是一个当前函数的局部域的局部对象，函数结束就销毁了，原来的那块空间释放了，那么使用引用返回是有问题的，这时的引|用相当于一个野引用，类似一个野指针一样。会非常危险。
传引用返回可以减少拷贝，但是一定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能用引用返回。不能用局部变量当返回对象。
感谢大家能看到这里，多多支持！
