拷贝构造函数和赋值运算符

关于拷贝构造函数和赋值运算符
作者：冯明德

重点:包含动态分配成员的类 应提供拷贝构造函数,并重载"="赋值操作符。

以下讨论中将用到的例子:

class CExample
{
public:
	CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
	~CExample(){delete pBuffer;}
	void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}
private:
	char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源
	int nSize;
};

这个类的主要特点是包含指向其他资源的指针。

pBuffer指向堆中分配的一段内存空间。

一、拷贝构造函数

int main(int argc, char* argv[])
{
	CExample theObjone;
	theObjone.Init40);
	
	//现在需要另一个对象,需要将他初始化称对象一的状态
	CExample theObjtwo=theObjone;
	...
}

语句"CExample theObjtwo=theObjone;"用theObjone初始化theObjtwo。

其完成方式是内存拷贝，复制所有成员的值。

完成后，theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。

即它们将指向同样的地方，指针虽然复制了，但所指向的空间并没有复制，而是由两个对象共用了。这样不符合要求，对象之间不独立了，并为空间的删除带来隐患。

所以需要采用必要的手段来避免此类情况。

回顾以下此语句的具体过程:首先建立对象theObjtwo，并调用其构造函数，然后成员被拷贝。

可以在构造函数中添加操作来解决指针成员的问题。

所以C++语法中除了提供缺省形式的构造函数外，还规范了另一种特殊的构造函数：拷贝构造函数，上面的语句中，如果类中定义了拷贝构造函数，这对象建立时，调用的将是拷贝构造函数，在拷贝构造函数中，可以根据传入的变量，复制指针所指向的资源。

拷贝构造函数的格式为:构造函数名(对象的引用)

提供了拷贝构造函数后的CExample类定义为:

class CExample
{
public:
	CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}
	~CExample(){delete pBuffer;}
	CExample(const CExample&); //拷贝构造函数
	void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}
private:
	char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源
	int nSize;
};

CExample::CExample(const CExample& RightSides) //拷贝构造函数的定义
{
	nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员
	pBuffer=new char[nSize]; //复制指针指向的内容
	memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));
}

这样，定义新对象，并用已有对象初始化新对象时，CExample(const CExample& RightSides)将被调用，而已有对象用别名RightSides传给构造函数，以用来作复制。

原则上，应该为所有包含动态分配成员的类都提供拷贝构造函数。

拷贝构造函数的另一种调用。

当对象直接作为参数传给函数时，函数将建立对象的临时拷贝，这个拷贝过程也将调同拷贝构造函数。

例如

BOOL testfunc(CExample obj);

testfunc(theObjone); //对象直接作为参数。

BOOL testfunc(CExample obj)
{
	//针对obj的操作实际上是针对复制后的临时拷贝进行的
}

还有一种情况，也是与临时对象有关的

当函数中的局部对象被被返回给函数调者时，也将建立此局部对象的一个临时拷贝，拷贝构造函数也将被调用

CTest func()
{
	CTest theTest;
	return theTest
}

二、赋值符的重载

下面的代码与上例相似

int main(int argc, char* argv[])
{
	CExample theObjone;
	theObjone.Init(40);
	
	CExample theObjthree;
	theObjthree.Init(60);

	//现在需要一个对象赋值操作,被赋值对象的原内容被清除，并用右边对象的内容填充。
	theObjthree=theObjone;
	return 0;
}

也用到了"="号，但与"一、"中的例子并不同，"一、"的例子中，"="在对象声明语句中，表示初始化。更多时候,这种初始化也可用括号表示。

例如 CExample theObjone(theObjtwo);

而本例子中，"="表示赋值操作。将对象theObjone的内容复制到对象theObjthree;，这其中涉及到对象theObjthree原有内容的丢弃，新内容的复制。

但"="的缺省操作只是将成员变量的值相应复制。旧的值被自然丢弃。

由于对象内包含指针，将造成不良后果:指针的值被丢弃了，但指针指向的内容并未释放。指针的值被复制了，但指针所指内容并未复制。

因此，包含动态分配成员的类除提供拷贝构造函数外，还应该考虑重载"="赋值操作符号。

类定义变为:

class CExample
{
	...
	CExample(const CExample&); //拷贝构造函数
	CExample& operator = (const CExample&); //赋值符重载
	...
};

//赋值操作符重载
CExample& operator = (const CExample& instance)
{
   if(this == &instance)  {
      return *this;
   }
   nSize= instance.nSize;
   if(NULL != pBuffer) {
      delete [] pBuffer;
   }
   pBuffer = new char[nSize];
   if(NULL != pBuffer)  {
      strncpy(pBuffer , instance.pBuffer , nSize);
   }
   return *this;
} 

三、拷贝构造函数使用赋值运算符重载的代码。 

CExample::CExample(const CExample& RightSides)
{
	pBuffer=NULL;
	*this=RightSides	 //调用重载后的"="
}