C++對象的復(fù)制

有時需要用到多個完全相同的對象，例如，同一型號的每一個產(chǎn)品從外表到內(nèi)部屬性都是一樣的，如果要對每一個產(chǎn)品分別進行處理,就需要建立多個同樣的對象，并要進行相同的初始化，用以前的辦法定義對象(同時初始化）比較麻煩。此外，有時需要將對象在某一瞬時的狀態(tài)保留下來。

C++提供了克隆對象的方法，來實現(xiàn)上述功能。這就是對象的復(fù)制機制。

用一個已有的對象快速地復(fù)制出多個完全相同的對象。如

  Box box2(box1);

其作用是用已有的對象box1去克隆出一個新對象box2。

其一般形式為：

  類名 對象2(對象1);

用對象1復(fù)制出對象2。

可以看到，它與定義對象的方式類似，但是括號中給出的參數(shù)不是一般的變量，而是對象。在建立對象時調(diào)用一個特殊的構(gòu)造函數(shù)——復(fù)制構(gòu)造函數(shù)(copy constructor)。這個函數(shù)的形式是這樣的：

//The copy constructor definition.
Box::Box(const Box& b)
{
  height=b.height; width=b.width; length=b.length;
}

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)也是構(gòu)造函數(shù)，但它只有一個參數(shù)，這個參數(shù)是本類的對象(不能是其他類的對象)， 而且采用對象的引用的形式(一般約定加const聲明，使參數(shù)值不能改變，以免在調(diào)用此函數(shù)時因不慎而使對象值被修改)。此復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的作用就是將實參對象的各成員值一一賦給新的對象中對應(yīng)的成員。

復(fù)制對象的語句

  Box box2(box1);

這實際上也是建立對象的語句，建立一個新對象box2。由于在括號內(nèi)給定的實參是對象，因此編譯系統(tǒng)就調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)(它的形參也是對象)， 而不會去調(diào)用其他構(gòu)造函數(shù)。實參box1的地址傳遞給形參b(b是box1的引用)，因此執(zhí)行復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體時，將box1對象中各數(shù)據(jù)成員的值賦給box2中各數(shù)據(jù)成員。

如果用戶自己未定義復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，則編譯系統(tǒng)會自動提供一個默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，其作用只是簡單地復(fù)制類中每個數(shù)據(jù)成員。C++還提供另一種方便用戶的復(fù)制形式，用賦值號代替括號，如

  Box box2=box1; //用box1初始化box2

其一般形式為

  類名 對象名1 = 對象名2;

可以在一個語句中進行多個對象的復(fù)制。如

  Box box2=box1,box3=box2;

按box1來復(fù)制box2和box3。可以看出，這種形式與變量初始化語句類似，請與下面定義變量的語句作比較：

  int a=4,b=a;

這種形式看起來很直觀，用起來很方便。但是其作用都是調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

請注意對象的復(fù)制和對象的賦值在概念上和語法上的不同。對象的賦值是對一個已經(jīng)存在的對象賦值，因此必須先定義被賦值的對象，才能進行賦值。而對象的復(fù)制則是從無到有地建立一個新對象，并使它與一個已有的對象完全相同(包括對象的結(jié)構(gòu)和成員的值)。

可以對例子程序中的主函數(shù)作一些修改：

int main( )
{
  Box box1(15,30,25); //定義box1
  cout<<"The volume of box1 is "<<box1.volume( )<<endl;
  Box box2=box1,box3=box2; //按box1來復(fù)制box2,box3
  cout<<"The volume of box2 is "<<box2.volume( )<<endl;
  cout<<"The volume of box3 is "<<box3.volume( )<<endl;
}

執(zhí)行完第3行后，3個對象的狀態(tài)完全相同。

下面說一下普通構(gòu)造函數(shù)和復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的區(qū)別。

1) 在形式上
類名(形參表列); //普通構(gòu)造函數(shù)的聲明，如Box(int h,int w,int len);
類名(類名& 對象名); //復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的聲明，如Box(Box &b);

2) 在建立對象時，實參類型不同
系統(tǒng)會根據(jù)實參的類型決定調(diào)用普通構(gòu)造函數(shù)或復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。如

  Box box1(12,15,16); //實參為整數(shù)，調(diào)用普通構(gòu)造函數(shù)
  Box box2(box1); //實參是對象名，調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

3) 在什么情況下被調(diào)用
普通構(gòu)造函數(shù)在程序中建立對象時被調(diào)用。復(fù)制構(gòu)造函數(shù)在用已有對象復(fù)制一個新對象時被調(diào)用，在以下3種情況下需要克隆對象：
① 程序中需要新建立一個對象，并用另一個同類的對象對它初始化，如上面介紹的那樣。

② 當(dāng)函數(shù)的參數(shù)為類的對象時。在調(diào)用函數(shù)時需要將實參對象完整地傳遞給形參，也就是需要建立一個實參的拷貝，這就是按實參復(fù)制一個形參，系統(tǒng)是通過調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)來實現(xiàn)的，這樣能保證形參具有和實參完全相同的值。如

void fun(Box b) //形參是類的對象
{ }
int main( )
{
  Box box1(12,15,18);
  fun(box1); //實參是類的對象，調(diào)用函數(shù)時將復(fù)制一個新對象b
  return 0;
}

③ 函數(shù)的返回值是類的對象。在函數(shù)調(diào)用完畢將返回值帶回函數(shù)調(diào)用處時。此時需要將函數(shù)中的對象復(fù)制一個臨時對象并傳給該函數(shù)的調(diào)用處。如

Box f( ) //函數(shù)f的類型為Box類類型
{
  Box box1(12,15,18);
  return box1; //返回值是Box類的對象
}
int main( )
{
  Box box2; //定義Box類的對象box2
  box2=f( ); //調(diào)用f函數(shù)，返回Box類的臨時對象，并將它賦值給box2
}

以上幾種調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)都是由編譯系統(tǒng)自動實現(xiàn)的，不必由用戶自己去調(diào)用，讀者只要知道在這些情況下需要調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)就可以了。

C++對象之間相互賦值
如果對一個類定義了兩個或多個對象，則這些同類的對象之間可以互相賦值，或者說，一個對象的值可以賦給另一個同類的對象。這里所指的對象的值是指對象中所有數(shù)據(jù)成員的值。

對象之間的賦值也是通過賦值運算符“=”進行的。本來，賦值運算符“=”只能用來對單個的變量賦值，現(xiàn)在被擴展為兩個同類對象之間的賦值，這是通過對賦值運算符的重載實現(xiàn)的。

實際這個過程是通過成員復(fù)制來完成的，即將一個對象的成員值一一復(fù)制給另一對象的對應(yīng)成員。

對象賦值的一般形式為：

  對象名1 = 對象名2;

注意對象名1和對象名2必須屬于同一個類。例如

  Student stud1,stud2; //定義兩個同類的對象
  stud2=stud1; //將stud1賦給stud2

通過下面的例子可以了解怎樣進行對象的賦值。

[例] 對象的賦值。

#include <iostream>
using namespace std;
class Box
{
  public :
  Box(int =10,int =10,int =10); //聲明有默認(rèn)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
  int volume( );
  private :
  int height;
  int width;
  int length;
};
Box::Box(int h,int w,int len)
{
  height=h;
  width=w;
  length=len;
}
int Box::volume( )
{
  return (height*width*length); //返回體積
}
int main( )
{
  Box box1(15,30,25),box2; //定義兩個對象box1和box2
  cout<<"The volume of box1 is "<<box1.volume( )<<endl;
  box2=box1; //將box1的值賦給box2
  cout<<"The volume of box2 is "<<box2.volume( )<<endl; return 0;
}

運行結(jié)果如下：

The volume of box1 is 11250
The volume of box2 is 11250

說明：
對象的賦值只對其中的數(shù)據(jù)成員賦值，而不對成員函數(shù)賦值。數(shù)據(jù)成員是占存儲空間的，不同對象的數(shù)據(jù)成員占有不同的存儲空間，賦值的過程是將一個對象的數(shù)據(jù)成員在存儲空間的狀態(tài)復(fù)制給另一對象的數(shù)據(jù)成員的存儲空間。而不同對象的成員函數(shù)是同一個函數(shù)代碼段，不需要、也無法對它們賦值。
類的數(shù)據(jù)成員中不能包括動態(tài)分配的數(shù)據(jù)，否則在賦值時可能出現(xiàn)嚴(yán)重后果 (在此不作詳細(xì)分析，只需記住這一結(jié)論即可）。

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