C++对象模型（14）-- 构造函数语义学：拷贝构造函数和赋值运算赋

1、拷贝构造函数

1.1 什么是拷贝构造函数

拷贝构造函数是一种构造函数，它的功能是创建新对象。也就是说对象还没生成，这时利用另一个对象的拷贝来生成新的对象。

class MyDemo {
public:
    // 默认构造函数
    MyDemo(){}
 
    // 拷贝构造函数
    MyDemo(const MyDemo& _demo) {
        cout << "copy constructor is called" << endl;
    }
};
 
int main()
{
    MyDemo demoA;
    MyDemo demoB = demoA;
 
    return 0;
}

例子中的：MyDemo demoB = demoA; 语句调用的就是拷贝构造函数。

1.2、默认拷贝构造函数生成规则

（1）包含一个类类型的成员变量，且成员变量所属的类有拷贝构造函数。

（2）其父类有拷贝构造函数。

（3）类有虚函数。

（4）类继承虚基类。

这几条生成规则，跟默认构造函数的生成规则相似。因为拷贝构造函数也是一种构造函数，这几条规则的出发点是为了保证类对象的完整性。

1.3 用到拷贝构造函数的3种场景

（1）用 = 号直接赋值

int main()
{
    MyDemo demoA;
    MyDemo demoB = demoA;
 
    return 0;
}

（2）函数参数传递

所以拷贝构造函数必须以引用的方式传递参数。这是因为，在值传递的方式传递给一个函数的时候，会调用拷贝构造函数生成函数的实参。如果拷贝构造函数的参数仍然是以值的方式，就会无限循环的调用下去，直到函数的栈溢出。

void test(MyDemo _demo){ }
 
int main()
{
    MyDemo demoA;
    MyDemo demoB;
    demoB.test(demoA);
 
    return 0;
}

（3）函数返回值

MyDemo getDemo() {
    MyDemo demo;
    return demo;
}
 
int main()
{
    MyDemo demoA;
    demoA.getDemo();
 
    return 0;
}

（4）用花括号列表初始化一个数组中的元素

int main()
{
    MyDemo demoA;
    MyDemo demoArr = { demoA };
 
    return 0;
}

（5）标准库容器调用insert或push添加成员时

2、赋值运算符

当对象都已经生成，把另一个对象赋值给这个对象时，会调用赋值运算符。

class MyDemo {
public:
    // 默认构造函数
    MyDemo(){}
 
    // 拷贝构造函数
    MyDemo(const MyDemo& _demo) {
        cout << "copy constructor is called" << endl;
    }
 
    // 赋值运算符
    MyDemo& operator = (const MyDemo& _demo) {
        cout << "operator = is called" << endl;
 
        return *this;
    }
};
 
int main()
{
    MyDemo demoA;
    MyDemo demoB;
    demoB = demoA;
 
    return 0;
}

调用的是拷贝构造函数还是赋值运算符，主要是看是否有新的对象产生。如果产生了新的对象，那调用的就是拷贝构造函数；如果没有，那就是对已有的对象赋值，调用的是赋值运算符。

3、浅拷贝和深拷贝

3.1 浅拷贝

当一个类中有指针变量时，如果只拷贝了指针的值，而指针所指向的地址并没有拷贝过来，这种拷贝就叫做浅拷贝。

class MyDemo {
public:
    MyDemo() {
        pm_i = new int(3);
    }
 
    ~MyDemo() {
        delete pm_i;
    }
 
    int* pm_i;
};
 
int main()
{
    MyDemo demoA;
    MyDemo demoB(demoA);
 
    return 0;
}

运行上面的代码，发现会报错。为什么呢？

因为对象demoB和demoA的指针pm_i都指向了同一个地址，这样的话指针pm_i所指向的地址会被delete两次，所以就会报错。

3.2 深拷贝

当类含有指针变量时，在拷贝构造函数中应该为指针变量重新申请一块内存空间，并把相应的值拷贝到该内存中，这种拷贝就叫深拷贝。

MyDemo(const MyDemo& _demo) {
    pm_i = new int(5);
    memcpy(pm_i, _demo.pm_i, sizeof(int));
}