C++構造函數/析構函數/拷貝構造函數/深拷貝淺拷貝解析

參考文獻：C++中構造函數與析構函數的調用順序

1.形參與實參

形參：是函數聲明時的參數，只說明參數名和類型，不是實際的參數，不能真正使用。 
實參：運行時傳給函數的參數，是實際的變量，形參在這時真正被分配空間，並復制了實參的值。

一個函數的實參在內存中有自己固定的內存，直到函數執行結束才釋放內存。 而形參沒有固定的內存，只在調用函數的時候有一個虛擬內存，等調用完畢就不再有內存。。他們的關系是在函數調用的時候，實參把值傳給形參。 

2.構造函數

1. 構造函數不能有返回值，函數名為類名。
2. 缺省構造函數時，系統將自動調用該缺省構造函數初始化對象，缺省構造函數會將所有數據成員都初始化為零或空。缺省構造函數是不帶參數的。
3. 創建一個對象時，系統自動調用構造函數。

3.析構函數

析構函數沒有參數，也沒有返回值。不能重載，也就是說，一個類中只可能定義一個析構函數。如果一個類中沒有定義析構函數，系統也會自動生成一個默認的析構函數，為空函數，什么都不做。調用條件：

1. 在函數體內定義的對象，當函數執行結束時，該對象所在類的析構函數會被自動調用；（在一個函數中定義一個對象，當函數調用結束，則會自動調用析構函數來刪除在這個函數體內創建的對象。包括主函數。）
2. 用new運算符動態構建的對象，在使用delete運算符釋放它時。

4.拷貝構造函數

拷貝構造函數實際上也是構造函數，具有一般構造函數的所有特性，其名字也與所屬類名相同。拷貝構造函數中只有一個參數，這個參數是對某個同類對象的引用。
在三種情況下被調用：可參考：http://blog.csdn.net/bluescorpio/article/details/4322682

1. 用類的一個已知的對象去初始化該類的另一個對象時。（初始化時用"A=B"，也可以用A(B)的形式。）
2. 函數的形參是類的對象，調用函數進行形參和實參的結合時。（定義一個函數A，A函數的形參是類的對象，在另外一個函數B中調用這個函數A，實參將具體的對象傳遞給形參，這時候會調用拷貝構造函數。）
3. 函數的返回值是類的對象，函數執行完返回調用者。（定義一個函數A，該函數的返回值是一個類的對象，在函數B中定義類的對象來接受函數A的返回，這個時候會調用拷貝構造函數。）

5.深拷貝與淺拷貝

淺拷貝

　　所謂淺拷貝，指的是在對象復制時，只是對對象中的數據成員進行簡單的賦值，上面的例子都是屬於淺拷貝的情況，默認拷貝構造函數執行的也是淺拷貝。大多情況下“淺拷貝”已經能很好地工作了，但是一旦對象存在了動態成員，那么淺拷貝就會出問題了，讓我們考慮如下一段代碼：

class Rect
{
public:
    Rect()        // 構造函數，p指向堆中分配的一空間
 {
        p = new int(100);
    }
    ~Rect()        // 析構函數，釋放動態分配的空間
 {
        if(p != NULL) 
        {
            delete p;
        }
    }
private:
    int width;
    int height;
    int *p; // 一指針成員
};

int main()
{
    Rect rect1;
    Rect rect2(rect1);   // 復制對象
 return 0;
}

在這段代碼運行結束之前，會出現一個運行錯誤。原因就在於在進行對象復制時，對於動態分配的內容沒有進行正確的操作。我們來分析一下：

在運行定義rect1對象后，由於在構造函數中有一個動態分配的語句，因此執行后的內存情況大致如下：

   在使用rect1復制rect2時，由於執行的是淺拷貝，只是將成員的值進行賦值，所以此時rect1.p和rect2.p具有相同的值，也即這兩個指針指向了堆里的同一個空間，如下圖所示：

    當然，這不是我們所期望的結果，在銷毀對象時，兩個對象的析構函數將對同一個內存空間釋放兩次，這就是錯誤出現的原因。我們需要的不是兩個p有相同的值，而是兩個p指向的空間有相同的值，解決辦法就是使用“深拷貝”。

深拷貝

       在“深拷貝”的情況下，對於對象中動態成員，就不能僅僅簡單地賦值了，而應該重新動態分配空間，如上面的例子就應該按照如下的方式進行處理：

class Rect
{
public:
    Rect()        // 構造函數，p指向堆中分配的一空間
 {
        p = new int(100);
    }
    Rect(const Rect& r)
    {
        width = r.width;
        height = r.height;
        p = new int; // 為新對象重新動態分配空間
 *p = *(r.p);
    }
    ~Rect()        // 析構函數，釋放動態分配的空間
 {
        if(p != NULL) 
        {
            delete p;
        }
    }
private:
    int width;
    int height;
    int *p; // 一指針成員
};

       此時，在完成對象的復制后，內存的一個大致情況如下：

此時rect1的p和rect2的p各自指向一段內存空間，但它們指向的空間具有相同的內容，這就是所謂的“深拷貝”。

總結：

拷貝構造函數中分為深拷貝和淺拷貝，一般情況下淺拷貝已經滿足需求，但是當存在動態成員時，淺拷貝就不能滿足需求了。比如一個對象中有指針成員，只是通過簡單的淺拷貝，只能夠讓復制的對象指向同一片區域，而不是創建一片同樣大小的區域。這就需要通過深拷貝來解決。