C++中构造函数,拷贝构造函数和赋值函数的区别和实现

  C++中一般创建对象,拷贝或赋值的方式有构造函数,拷贝构造函数,赋值函数这三种方法。下面就详细比较下三者之间的区别以及它们的具体实现。

构造函数

  构造函数是一种特殊的类成员函数,是当创建一个类的对象时,它被调用来对类的数据成员进行初始化和分配内存。(构造函数的命名必须和类名完全相同)
  首先说一下一个C++的空类,编译器会加入哪些默认的成员函数
    ·默认构造函数和拷贝构造函数
    ·析构函数
    ·赋值函数(赋值运算符)
    ·取值函数
即使程序没定义任何成员,编译器也会插入以上的函数!
注意:
  构造函数可以被重载,可以多个,可以带参数;
  析构函数只有一个,不能被重载,不带参数。
  默认构造函数没有参数,它什么也不做。当没有重载无参构造函数时,A a就是通过默认构造函数来创建一个对象。
  下面代码为构造函数重载的实现

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class A  
{
int m_i;
Public:
A()
{
Cout<<”无参构造函数”<<endl;
}
A(int i):m_i(i) {} //初始化列表
}

拷贝构造函数

  拷贝构造函数是C++独有的,它是一种特殊的构造函数,用基于同一类的一个对象构造和初始化另一个对象。当没有重载拷贝构造函数时,通过默认拷贝构造函数来创建一个对象:
  A a;
  A b(a);
  A b=a; 都是拷贝构造函数来创建对象b
  强调:这里b对象是不存在的,是用a对象来构造和初始化b的!!
  先说下什么时候拷贝构造函数会被调用:
  在C++中,3种对象需要复制,此时拷贝构造函数会被调用
    1)一个对象以值传递的方式传入函数体
    2)一个对象以值传递的方式从函数返回
    3)一个对象需要通过另一个对象进行初始化
  什么时候编译器会生成默认的拷贝构造函数:
    1)如果用户没有自定义拷贝构造函数,并且在代码中使用到了拷贝构造函数,编译器就会生成默认的拷贝构造函数。但如果用户定义了拷贝构造函数,编译器就不在生成。
    2)如果用户定义了一个构造函数,但不是拷贝构造函数,而此时代码中又用到了拷贝构造函数,那编译器也会生成默认的拷贝构造函数。
  因为系统提供的默认拷贝构造函数工作方式是内存拷贝,也就是浅拷贝。如果对象中用到了需要手动释放的对象,则会出现问题,这时就要手动重载拷贝构造函数,实现深拷贝。
  下面说说深拷贝与浅拷贝:
  浅拷贝:如果复制的对象中引用了一个外部内容(例如分配在堆上的数据),那么在复制这个对象的时候,让新旧两个对象指向同一个外部内容,就是浅拷贝。(指针虽然复制了,但所指向的空间内容并没有复制,而是由两个对象共用)
  深拷贝:如果在复制这个对象的时候为新对象制作了外部对象的独立复制,就是深拷贝。
  拷贝构造函数重载声明如下:A (const A&other)
  下面为拷贝构造函数的实现:

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class A  
{
int m_i
A(const A& other):m_i(other.m_i)
{
Cout<<”拷贝构造函数”<<endl;
}
}

赋值函数

  当一个类的对象向该类的另一个对象赋值时,就会用到该类的赋值函数。
  当没有重载赋值函数(赋值运算符)时,通过默认赋值函数来进行赋值操作。
  A a;
  A b;
  b=a;
  强调:这里a,b对象是已经存在的,是用a 对象来赋值给b的!!
  赋值运算的重载声明如下:A& operator = (const A& other)
  我们经常会对拷贝构造函数和赋值函数混淆,这儿仔细比较两者的区别:
  1)拷贝构造函数是一个对象初始化一块内存区域,这块内存就是新对象的内存区,而赋值函数是对于一个已经被初始化的对象来进行赋值操作。

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class  A;  
A a;
A b=a; //调用拷贝构造函数(b不存在)
A c(a) ; //调用拷贝构造函数

/****/

class A;
A a;
A b;
b = a ; //调用赋值函数(b存在)

  2)一般来说在数据成员包含指针对象的时候,需要考虑两种不同的处理需求:一种是复制指针对象,另一种是引用指针对象。拷贝构造函数大多数情况下是复制,而赋值函数是引用对象。
  3)实现不一样。拷贝构造函数首先是一个构造函数,它调用时候是通过参数的对象初始化产生一个对象。赋值函数则是把一个新的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,而且还要检察一下两个对象是不是同一个对象,如果是,不做任何操作,直接返回。(这些要点会在下面的String实现代码中体现)
   如果不想写拷贝构造函数和赋值函数,又不允许别人使用编译器生成的缺省函数,最简单的办法是将拷贝构造函数和赋值函数声明为私有函数,不用编写代码。如:

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class A  
{
private:
A(const A& a); //私有拷贝构造函数
A& operate=(const A& a); //私有赋值函数
}

如果程序这样写就会出错:

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A a;  
A b(a); //调用了私有拷贝构造函数,编译出错

A b;
b=a; //调用了私有赋值函数,编译出错

  所以如果类定义中有指针或引用变量或对象,为了避免潜在错误,最好重载拷贝构造函数和赋值函数。
  一句话记住三者:
  对象不存在,且没用别的对象来初始化,就是调用了构造函数;
  对象不存在,且用别的对象来初始化,就是拷贝构造函数(上面说了三种用它的情况!);
  对象存在,用别的对象来给它赋值,就是赋值函数。