C++拷贝构造函数简介

小蓝 • 2024-12-12 12:22 • 编程

一、拷贝构造函数概述

C++中拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，用于在创建新对象时从已有的对象中进行复制，即通过一个已存在的对象构造出一个新对象，新对象和原对象具有相同的属性和方法。

拷贝构造函数的语法如下：

ClassName(const ClassName& obj);

其中ClassName代表类名，obj代表目标对象的引用参数。

二、拷贝构造函数的调用时机

在以下几种情况下，C++会自动调用拷贝构造函数：

创建一个对象并用已存在的对象进行初始化。
用一个对象作为函数参数进行传值调用。
在函数返回时，返回类型为对象类型。

为了确保拷贝构造函数的正确调用，必须在类中明确定义拷贝构造函数。

三、深拷贝与浅拷贝

在C++中，拷贝构造函数可能会执行深拷贝或浅拷贝。浅拷贝只是复制了指针的值，而深拷贝则是复制指针指向的内容。

下面是一个使用浅拷贝的示例：

class ShallowCopy {
public:
    int* ptr;
    ShallowCopy(int i) {
        ptr = new int(i);
    }
    // 拷贝构造函数
    ShallowCopy(const ShallowCopy& obj) {
        ptr = obj.ptr;
    }
};

ShallowCopy obj1(10);
ShallowCopy obj2(obj1); // 执行浅拷贝，obj2的ptr指针指向obj1的ptr指针所指的内存

这个示例中，如果我们释放obj2，那么obj1产生的东西就无法访问了。这是因为obj2的ptr指针与obj1的ptr指针指向同一个内存地址，如果释放了这个内存地址，那么obj1也就失去了意义。

下面是一个使用深拷贝的示例：

class DeepCopy {
    int* ptr;
public:
    DeepCopy(int i) {
        ptr = new int(i);
    }
    // 拷贝构造函数
    DeepCopy(const DeepCopy& obj) {
        ptr = new int(*obj.ptr);
    }
    ~DeepCopy() {
        delete ptr;
    }
};

DeepCopy obj1(10);
DeepCopy obj2(obj1); // 执行深拷贝，obj2的ptr指针会指向新的内存地址

在这个示例中，如果我们释放obj2，那么obj1的ptr指针仍然可以继续使用，因为两个指针指向的是不同的地址。

四、拷贝构造函数的应用场景

拷贝构造函数可以在很多场景中使用，例如在类中定义指针成员变量时，拷贝构造函数可以确保在对象复制时正确地初始化指针变量。

下面是一个指针成员变量的示例：

class MyClass {
public:
    int* ptr;
    MyClass(int i) {
        ptr = new int(i);
    }
    // 拷贝构造函数确保正确地初始化指针变量
    MyClass(const MyClass& obj) {
        ptr = new int(*obj.ptr);
    }
    ~MyClass() {
        delete ptr;
    }
};

MyClass obj1(10);
MyClass obj2 = obj1; // 通过拷贝构造函数复制obj1，并初始化obj2的ptr指针

在这个示例中，如果没有定义拷贝构造函数，那么obj2将与obj1共享同一个ptr指针，会导致二次释放的问题。

五、拷贝构造函数注意事项

拷贝构造函数有一些注意事项：

拷贝构造函数必须是公有的。
拷贝构造函数的参数必须是const类型的引用。
如果没有显式定义拷贝构造函数，C++会自动产生一个默认的拷贝构造函数，但是默认的拷贝构造函数只是执行浅拷贝。

六、总结

在C++中，拷贝构造函数是一种用于从已有对象创建新对象的特殊构造函数。拷贝构造函数的使用范围非常广泛，特别是在类中定义指针成员变量时需要谨慎使用，以确保正确地初始化指针变量。

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