复制控制 copy control(非平凡的类)

C++自学精简教程 目录(必读)

参考文章 ：

自定义类型 struct/class

对象之间赋值

1 非平凡的类

当一个类有指针成员的时候，这样的类叫非平凡的类。

这个指针成员一般都是在管理着堆上的内存（比如，堆变量的地址）。

1.1 非平凡的类构造函数与析构函数的执行

下面的代码展示了有指针成员的对象管理动态内存的过程：

#include
using namespace std;
 
class Student
{
public:
    int* m_age;//指针成员：管理动态内存
    //构造函数中申请堆内存
    Student() :m_age(new int(18)) //3 执行构造函数
    {
    }
    ~Student()//5 析构函数释放堆内存
    {
        delete m_age;
    }
};
 
int main()
{
    //1 main函数开始执行
    Student stu;//2 在栈上创建新对象stu（分配内存），接下来调用构造函数
 
    return 0;
}//4 stu对象超出作用域，接下来调用析构函数

 

2（默认）浅拷贝的问题

像上面的m_age这种成员变量，在对象之间的赋值（浅拷贝）的时候，就会导致两个对象的指针成员都指向了同一个地址。

Student stu1;
Student stu2;//（1）
stu2 = stu1;//（2）出问题了！！！两个指针成员同时指向了一个堆变量

因为一个对象要析构的时候会释放这个地址的内存。另一个对象释放的时候也要释放这个内存。

这会导致两次释放同一个内存，第一次释放内存的时候内存就归还给系统了。

当你第二次再释放这个内存的时候，你在释放不再归你管的内存，操作系统会把你的程序杀掉。运行的时候你的程序就会闪退。

3 深拷贝（另起炉灶做同样的饭菜）

为了避免上面的问题，那解决的办法就是（深拷贝）。

一个对象在被赋值的时候，另开炉灶，在堆上再重新开辟一个属于自己的内存，把数值拷贝进去。

这样两个对象各自管理属于自己的内存，就不会有问题。这就是深拷贝。

拷贝对象主要发生在两个地方：拷贝构造函数，赋值。

3.1 拷贝构造函数copy constructor

非平凡类的拷贝构造函数

拷贝构造函数是构造函数的一个，这个函数的参数是该类型的另一个对象。

class Student
{
public:
    int* m_age;//指针成员：管理动态内存
    //构造函数中申请堆内存
    Student() :m_age(new int(18)) 
    {
    }
    //copy constructor 拷贝构造函数(函数名为类名，参数为同类型的另一个对象
    Student(const Student& stuFrom);
    ~Student()
    {
        delete m_age;//析构函数释放堆内存
    }
};

拷贝构造函数的实现（深拷贝）

//拷贝构造函数，新开辟一个堆变量，用m_age管理，数值设置为from的m_age管理的对变量的数值
Student::Student(const Student& from):m_age(new int(*from.m_age))
{
}

拷贝构造函数执行的时机：拷贝构造函数（浅拷贝）

（1）用一个对象构造另一个对象

Student stu1;//(1)
Student stu2(stu1);//(2)

（2）函数传值

void test_function(Student s)//s的创建会调用拷贝构造函数

（3）函数返回值类型

Student test_function(void)// return语句执行的时候会调用拷贝构造函数

3.2 赋值操作符

赋值操作符和拷贝操作符类似，属于深拷贝。

Student stu1;
*stu1.m_age = 18;
Student stu2;
*stu2.m_age = 19;
stu2 = stu1;//赋值操作符
 
class Student{
  Student& operator=(const Student& stuFrom);
};
// stu2 
Student& Student::operator=(const Student& stuFrom){
  if(this == &stuFrom)//自己赋值给自己，直接返回自己
  {
     return *this;
  }
  *m_age = *stuFrom.m_age;//深拷贝，将存储的数据拷贝，而不是直接地址拷贝
  return *this;
}

4 复制控制

复制控制，专门指上文提到的深拷贝。如需要专门重写拷贝构造函数，赋值操作符来加以管理。

1 C++提供三个默认实现：默认构造函数 default constructor；拷贝构造函数 copy constructor； 析构函数 destructor

2 非平凡的类需要自己重新定义拷贝控制函数，赋值操作符 operator=

3 复制控制 = 默认构造函数 default constructor + 拷贝构造函数 copy constructor + 析构函数 destructor + 赋值操作符 operator=