C++拷貝構造函數簡介

一、拷貝構造函數概述

C++中拷貝構造函數是一種特殊的構造函數，用於在創建新對象時從已有的對象中進行複製，即通過一個已存在的對象構造出一個新對象，新對象和原對象具有相同的屬性和方法。

拷貝構造函數的語法如下：

ClassName(const ClassName& obj);

其中ClassName代表類名，obj代表目標對象的引用參數。

二、拷貝構造函數的調用時機

在以下幾種情況下，C++會自動調用拷貝構造函數：

1. 創建一個對象並用已存在的對象進行初始化。
2. 用一個對象作為函數參數進行傳值調用。
3. 在函數返回時，返回類型為對象類型。

為了確保拷貝構造函數的正確調用，必須在類中明確定義拷貝構造函數。

三、深拷貝與淺拷貝

在C++中，拷貝構造函數可能會執行深拷貝或淺拷貝。淺拷貝只是複製了指針的值，而深拷貝則是複製指針指向的內容。

下面是一個使用淺拷貝的示例：

class ShallowCopy {
public:
    int* ptr;
    ShallowCopy(int i) {
        ptr = new int(i);
    }
    // 拷貝構造函數
    ShallowCopy(const ShallowCopy& obj) {
        ptr = obj.ptr;
    }
};

ShallowCopy obj1(10);
ShallowCopy obj2(obj1); // 執行淺拷貝，obj2的ptr指針指向obj1的ptr指針所指的內存

這個示例中，如果我們釋放obj2，那麼obj1產生的東西就無法訪問了。這是因為obj2的ptr指針與obj1的ptr指針指向同一個內存地址，如果釋放了這個內存地址，那麼obj1也就失去了意義。

下面是一個使用深拷貝的示例：

class DeepCopy {
    int* ptr;
public:
    DeepCopy(int i) {
        ptr = new int(i);
    }
    // 拷貝構造函數
    DeepCopy(const DeepCopy& obj) {
        ptr = new int(*obj.ptr);
    }
    ~DeepCopy() {
        delete ptr;
    }
};

DeepCopy obj1(10);
DeepCopy obj2(obj1); // 執行深拷貝，obj2的ptr指針會指向新的內存地址

在這個示例中，如果我們釋放obj2，那麼obj1的ptr指針仍然可以繼續使用，因為兩個指針指向的是不同的地址。

四、拷貝構造函數的應用場景

拷貝構造函數可以在很多場景中使用，例如在類中定義指針成員變量時，拷貝構造函數可以確保在對象複製時正確地初始化指針變量。

下面是一個指針成員變量的示例：

class MyClass {
public:
    int* ptr;
    MyClass(int i) {
        ptr = new int(i);
    }
    // 拷貝構造函數確保正確地初始化指針變量
    MyClass(const MyClass& obj) {
        ptr = new int(*obj.ptr);
    }
    ~MyClass() {
        delete ptr;
    }
};

MyClass obj1(10);
MyClass obj2 = obj1; // 通過拷貝構造函數複製obj1，並初始化obj2的ptr指針

在這個示例中，如果沒有定義拷貝構造函數，那麼obj2將與obj1共享同一個ptr指針，會導致二次釋放的問題。

五、拷貝構造函數注意事項

拷貝構造函數有一些注意事項：

1. 拷貝構造函數必須是公有的。
2. 拷貝構造函數的參數必須是const類型的引用。
3. 如果沒有顯式定義拷貝構造函數，C++會自動產生一個默認的拷貝構造函數，但是默認的拷貝構造函數只是執行淺拷貝。

六、總結

在C++中，拷貝構造函數是一種用於從已有對象創建新對象的特殊構造函數。拷貝構造函數的使用範圍非常廣泛，特別是在類中定義指針成員變量時需要謹慎使用，以確保正確地初始化指針變量。