解讀構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用規(guī)則、深拷貝與淺拷貝

更新時間：2024年11月13日 14:08:58 作者：gemluoye

本文主要介紹了C++中的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)、拷貝構(gòu)造函數(shù)以及深拷貝和淺拷貝的概念,并通過實(shí)際代碼示例進(jìn)行了詳細(xì)講解

1.調(diào)用規(guī)則

默認(rèn)情況下，C++至少會給一個類添加三個函數(shù)：

默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)（無參，函數(shù)體為空）
默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)（無參，函數(shù)體為空）
默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)，對屬性進(jìn)行值拷貝

調(diào)用規(guī)則：

1.如果用戶定義了有參構(gòu)造函數(shù)，C++將不在提供默認(rèn)無參構(gòu)造函數(shù)，但是會提供默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)。

如上圖，我們給類A提供了一個有參的構(gòu)造函數(shù)，所以此時，如果再去主函數(shù)定義一個無參的對象時，編譯器就會提示“類A不存在默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)”，這就說明如果自己定義了有參構(gòu)造函數(shù)，那么就不會提供默認(rèn)的無參構(gòu)造函數(shù)。

#include<iostream>
using namespace std;
class A {
public:
	int num;
	A(int num) {
		this->num = num;
	}
};
int main()
{
	A a(5);
	A b(a);
	cout << b.num;
	return 0;
}

在類中我們只提供了一個有參的構(gòu)造函數(shù)，我們在主函數(shù)中定義一個b對象，傳的是對象a，那么它便會走拷貝構(gòu)造的函數(shù)，如果能夠輸出b.num的值為5的話，則說明提供了默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)。

通過打印b的num，發(fā)現(xiàn)確實(shí)是5.那么就會提供默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)。

2.如果用戶定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，c++不會提供其他構(gòu)造函數(shù)

可以看到當(dāng)我們僅在類A中寫了一個拷貝構(gòu)造函數(shù)時，再去主函數(shù)中定義一個無參的對象a時，就會報錯，提示“類A不存在默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)”。

2.深拷貝和淺拷貝問題

淺拷貝：就是簡單的賦值操作

存在的問題：如果有指針指向堆區(qū)內(nèi)存時，不同對象的指針成員指向的是同一塊堆區(qū)內(nèi)存。在對象進(jìn)行釋放時，該堆區(qū)會被釋放兩次。當(dāng)一個對象修改堆區(qū)的內(nèi)容時，另一個對象的內(nèi)容也會隨著改變。

深拷貝：申請同樣大小的堆區(qū)內(nèi)存，保證兩個堆區(qū)的內(nèi)容一樣。

#include<iostream>
using namespace std;
class A {
    int num;
    int* p;
public:
    A() {
        num = 0;
        p = nullptr;
        cout << "調(diào)用無參構(gòu)造" << endl;
    }
    A(int a) {
        num = a;
        p = new int[num];
        cout << "調(diào)用有參構(gòu)造" << endl;
    }
    ~A() {
        if (p)delete[]p;
    }
};

int main() {
    A a(3);
    A b = a;
    return 0;
}

在類A中我們定義了一個指針變量，在有參構(gòu)造函數(shù)中，我們在堆區(qū)開辟了一塊空間。在主函數(shù)數(shù)中，定義對象b要走拷貝構(gòu)造函數(shù)。下面我們來運(yùn)行這段代碼：

發(fā)現(xiàn)報錯了，原因就是對象a和對象b的成員變量*p指向的是同一塊堆區(qū)內(nèi)存，再調(diào)用析構(gòu)函數(shù)時，對象b先把這塊堆區(qū)內(nèi)存釋放了，當(dāng)對象a調(diào)用析構(gòu)函數(shù)時，此時那塊堆區(qū)內(nèi)存已經(jīng)不存在了，所以會出現(xiàn)訪問內(nèi)存失敗，導(dǎo)致程序崩潰。

那么解決的辦法就是重寫拷貝構(gòu)造函數(shù)，讓他們指向不同的堆區(qū)區(qū)域。代碼如下：

#include<iostream>
using namespace std;
class A {
    int num;
    int* p;
public:
    A() {
        num = 0;
        p = nullptr;
        cout << "調(diào)用無參構(gòu)造" << endl;
    }
    A(int a) {
        num = a;
        p = new int[num];
        cout << "調(diào)用有參構(gòu)造" << endl;
    }
    A(const A& other) {//萬能引用，避免實(shí)參修改形參
        num = other.num;
        p = new int[num];//保證內(nèi)存大小相同
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            p[i] = other.p[i];//保證數(shù)據(jù)相同
        }
        cout << "調(diào)用拷貝構(gòu)造" << endl;
    }
    ~A() {
        if (p)delete[]p;
        cout << "調(diào)用析構(gòu)函數(shù)" << endl;
    }
};

int main() {
    A a(3);
    A b = a;
    return 0;
}

通過再在堆區(qū)上開辟一塊內(nèi)存，讓這塊堆區(qū)內(nèi)存上的內(nèi)容和對象a的堆區(qū)內(nèi)容一樣就行，這就是深拷貝。

程序能正常運(yùn)行。

3.string類的拷貝構(gòu)造練習(xí)

可以通過下面這個自定義string類進(jìn)一步加深對深拷貝的理解。

#include<iostream>
using namespace std;
class String {
    int size;
    char* p;
public:
    String() {
        p = nullptr;
        size = 0;
    }
    String(const char* p) {
        size = strlen(p);
        this->p = new char[size + 1];//\0,所以加一
        strcpy_s(this->p, size + 1, p);
    }
    ~String() {
        if (p)  delete[]p;
    }
    String(const String& other) {
        this->size = other.size;
        this->p = new char[size + 1];
        strcpy_s(this->p, size + 1,other.p);
    }
    void print() {
        cout << p<<endl;
    }
};
int main() {
    String str = "abcde";
    String str2(str);
    str2.print();
    return 0;
}