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关于拷贝构造函数和赋值运算符

(加入日期: 2005-12-12 )

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作者:冯明德

重点:包含动态分配成员的类 应提供拷贝构造函数,并重载"="赋值操作符。


以下讨论中将用到的例子:

class CExample
{
public:
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
~CExample(){delete pBuffer;}
void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}
private:
char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源
int nSize;
};


这个类的主要特点是包含指向其他资源的指针。

pBuffer指向堆中分配的一段内存空间。


一、拷贝构造函数

int main(int argc, char* argv[])
{
CExample theObjone;
theObjone.Init40);

//现在需要另一个对象,需要将他初始化称对象一的状态
CExample theObjtwo=theObjone;
...
}


语句"CExample theObjtwo=theObjone;"用theObjone初始化theObjtwo。

其完成方式是内存拷贝,复制所有成员的值。

完成后,theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。

即它们将指向同样的地方,指针虽然复制了,但所指向的空间并没有复制,而是由两个对象共用了。这样不符合要求,对象之间不独立了,并为空间的删除带来隐患。

所以需要采用必要的手段来避免此类情况。

回顾以下此语句的具体过程:首先建立对象theObjtwo,并调用其构造函数,然后成员被拷贝。

可以在构造函数中添加操作来解决指针成员的问题。

所以C++语法中除了提供缺省形式的构造函数外,还规范了另一种特殊的构造函数:拷贝构造函数,上面的语句中,如果类中定义了拷贝构造函数,这对象建立时,调用的将是拷贝构造函数,在拷贝构造函数中,可以根据传入的变量,复制指针所指向的资源。


拷贝构造函数的格式为:构造函数名(对象的引用)

提供了拷贝构造函数后的CExample类定义为:

class CExample
{
public:
CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
~CExample(){delete pBuffer;}
CExample(const CExample&); //拷贝构造函数
void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}
private:
char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源
int nSize;
};

CExample::CExample(const CExample& RightSides) //拷贝构造函数的定义
{
nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员
pBuffer=new char[nSize]; //复制指针指向的内容
memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));
}


这样,定义新对象,并用已有对象初始化新对象时,CExample(const CExample& RightSides)将被调用,而已有对象用别名RightSides传给构造函数,以用来作复制。


原则上,应该为所有包含动态分配成员的类都提供拷贝构造函数。


拷贝构造函数的另一种调用。


当对象直接作为参数传给函数时,函数将建立对象的临时拷贝,这个拷贝过程也将调同拷贝构造函数。

例如

BOOL testfunc(CExample obj);

testfunc(theObjone); //对象直接作为参数。

BOOL testfunc(CExample obj)
{
//针对obj的操作实际上是针对复制后的临时拷贝进行的
}


还有一种情况,也是与临时对象有关的

当函数中的局部对象被被返回给函数调者时,也将建立此局部对象的一个临时拷贝,拷贝构造函数也将被调用


CTest func()
{
CTest theTest;
return theTest
}


二、赋值符的重载

下面的代码与上例相似

int main(int argc, char* argv[])
{
CExample theObjone;
theObjone.Init(40);

CExample theObjthree;
theObjthree.Init(60);

//现在需要一个对象赋值操作,被赋值对象的原内容被清除,并用右边对象的内容填充。
theObjthree=theObjone;
return 0;
}


也用到了"="号,但与"一、"中的例子并不同,"一、"的例子中,"="在对象声明语句中,表示初始化。更多时候,这种初始化也可用括号表示。

例如 CExample theObjone(theObjtwo);

而本例子中,"="表示赋值操作。将对象theObjone的内容复制到对象theObjthree;,这其中涉及到对象theObjthree原有内容的丢弃,新内容的复制。

但"="的缺省操作只是将成员变量的值相应复制。旧的值被自然丢弃。

由于对象内包含指针,将造成不良后果:指针的值被丢弃了,但指针指向的内容并未释放。指针的值被复制了,但指针所指内容并未复制。


因此,包含动态分配成员的类除提供拷贝构造函数外,还应该考虑重载"="赋值操作符号。

类定义变为:

class CExample
{
...
CExample(const CExample&); //拷贝构造函数
CExample& operator = (const CExample&); //赋值符重载
...
};


//赋值操作符重载
CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides)
{
nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员
char *temp=new char[nSize]; //复制指针指向的内容
memcpy(temp,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));

delete []pBuffer; //删除原指针指向内容  (将删除操作放在后面,避免X=X特殊情况下,内容的丢失)
pBuffer=temp;   //建立新指向
return *this
}

三、拷贝构造函数使用赋值运算符重载的代码。

CExample::CExample(const CExample& RightSides)
{
pBuffer=NULL;
*this=RightSides  //调用重载后的"="
}

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