復制構造函數與賦值函數

構造函數、析構函數、賦值函數是每個類最基本的的函數。每個類只有一個析構函數和一個賦值函數。但是有很多構造函數(一個為復制構造函數，其他為普通構造函數。對於一個類A,如果不編寫上述四個函數，c++編譯器將自動為A產生四個默認的函數，即：

• A(void)                                    //默認無參數構造函數
• A(const A &a)                         //默認復制構造函數
• ~A(void);                                //默認的析構函數
• A & operator = (const A &a); //默認的賦值函數

既然能自動生成函數，為什么還需要自定義？原因之一是“默認的復制構造函數”和"默認的賦值函數“均采用”位拷貝“而非”值拷貝“

位拷貝  v.s.  值拷貝

為便於說明，以自定義String類為例，先定義類，而不去實現。

#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;
};

位拷貝拷貝的是地址，而值拷貝拷貝的是內容。

如果定義兩個String對象a, b。當利用位拷貝時，a=b，其中的a.val=b.val；但是a.m_data=b.m_data就錯了：a.m_data和b.m_data指向同一個區域。這樣出現問題：

• a.m_data原來的內存區域未釋放，造成內存泄露
• a.m_data和b.m_data指向同一塊區域，任何一方改變，會影響到另一方
• 當對象釋放時，b.m_data會釋放掉兩次

因此

當類中還有指針變量時，復制構造函數和賦值函數就隱含了錯誤。此時需要自己定義。

結論

• 有一種特別常見的情況需要自己定義復制控制函數：類具有指針哈函數。
• 賦值操作符和復制構造函數可以看成一個單元，當需要其中一個時，我們幾乎也肯定需要另一個
• 三法則：如果類需要析構函數，則它也需要賦值操作符和復制構造函數

注意

• 如果沒定義復制構造函數（別的不管），編譯器會自動生成默認復制構造函數
• 如果定義了其他構造函數（包括復制構造函數），編譯器絕不會生成默認構造函數
• 即使自己寫了析構函數，編譯器也會自動生成默認析構函數

因此此時如果寫String s是錯誤的，因為定義了其他構造函數，就不會自動生成無參默認構造函數。

復制構造函數  v.s.  賦值函數

#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 << "自定義構造函數" << 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 << "自定義拷貝構造函數" << 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 << "自定義賦值函數" << 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 << "自定義析構函數" << 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;
}

執行結果

說明幾點

1. 賦值函數中，上來比較 this == &other 是很必要的，因為防止自復制，這是很危險的，因為下面有delete []m_data，如果提前把m_data給釋放了，指針已成野指針，再賦值就錯了

2. 賦值函數中，接着要釋放掉m_data,否則就沒機會了（下邊又有新指向了）

3. 拷貝構造函數是對象被創建時調用，賦值函數只能被已經存在了的對象調用

    注意：String a("hello"); String b("world");  調用自定義構造函數

             String c=a；調用拷貝構造函數，因為c一開始不存在，最好寫成String c(a);

 

 

C++賦值運算符函數

為類添加賦值運算符函數:

類型定義

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

要點：

1、返回值類型為該類型的引用，並在函數結束前返回實例自身的引用（即 *this）；

2、是否把傳入的參數聲明為常量引用【const CmyString &str】;

3、是否釋放自身已有內存，否則會造成“內存泄漏”；

4、是否判斷參數與當前示例是指向的同一個對象；

解法：

/* 適用於初級C++程序員的解法 */ CMyString &CMyString::operator=(const CMyString &str) { //首先檢測兩個指針是否指向同一個對象 if (this == &str) return *this; //釋放原內存  delete []m_pData; m_pData = NULL; //重新申請內存 m_pData = new char[strlen(str.m_pData) + 1]; strcpy(m_pData,str.m_pData); //謹記：返回*this return *this; } /* 適用於高級C++程序員的解法 */ CMyString &CMyString::operator=(const CMyString &str) { if (this != &str) //確保不指向同一個實例  { CMyString strTemp(str); char *pTemp = strTemp.m_pData; //指針指向需要更換的對象 //strTemp.m_pData指向原來的對象，確保內存不足時可以找到原來對象的值 strTemp.m_pData = m_pData; m_pData = pTemp; //更換原對象的值 } //自動調用strTemp的析構函數，銷毀strTemp對象並回收pTemp的內存 return *this; }