• c++基础知识类的复制控制


    引:一道经常见到的面试题 ,已知类String的原型为:

    class String
    {
    public:
         String(
    const char *str = NULL);// 普通构造函数
         String(const String &other);    // 复制构造函数
         ~ String(void);    // 析构函数
         String & operate =(const String &other);// 重载赋值操作符
    private:
        
    char *m_data;

    };
    请实现上述String的四个函数。

    这道题涉及到了类型的复制构造函数,赋值操作符和析构函数的实现,其中有许多要注意的地方。参考c++ primer第13章

    1. 复制构造函数

         它是一种特殊的构造函数,单个形参,该形参为对该类型的引用(常为const),当定义一个新对象并用铜类型的对象进行初始化时,将显示的调用复制构造函数,当把该类型的对象传递给函数或从函数返回该类型的对象时,将隐式的调用复制构造函数。

      a.为什么形参必须为引用?考虑如下代码

    class A
    {
    private:
    int value;
    public:
    A(int n){value=n;}
    A(A other){value=other.value;}
    void functionA(){};
    ~A(){}
    };
    int main(void)
    {
    A a = 10;
    A b = a;
    b.functionA();
    
    }

    通常,这段代码会显示编译错误的,假设能编译执行,那么由于A(A other)是值传递,在执行A b = a 时,会调用A(A other)并把a当作形参复制到实参(隐式调用A(A other)),即出现了在复制构造函数中调用构造函数,形成无条件递归。所以C++标准不允许复制构造函数为值传递。正确形式应为:A(const A& other)。

    b.何时需要自定义复制构造函数?

       如果我们没有定义复制构造函数,编译器会为我们合成一个(即便定义了其他构造函数),默认行为为逐个成员初始化为原对象的副本。

      当类中有指针,或有成员在构造时需要分配其他资源,通常需要定义复制构造函数。这其中有涉及到对象的深拷贝和浅拷贝,如果一个类拥有资源(A如char *str 指向一个字符数组),当这个类的对象发生复制过程时,资源再次分配(B:str=new char[length+1]; if(str!=NULL);strcpy(str,A.str);),这个过程就是深拷贝,反之,没有再次分配资源(B:str=A.str),就是浅拷贝;

     类禁止复制时,需要定义复制构造函数(声明为private)。

     通过以上,则String的复制构造函数可以定义如下:

    String::String(const String& other)
    {
          int length = strlen(other.m_data);
          m_data = new char[length+1]; //注意'\0'
          strcpy(m_data, other.m_data);    
    }

    2.重载赋值操作符

    赋值操作符以this(隐藏)和同类型对象的const引用作为形参。返回对同类型的引用。通常一个类定义复制构造函数的同时需要定义赋值操作符。

    a.在赋值之前,需要释放当前对象的资源,否则会形成内存泄露;又因为如此,在这之前需要判断传入的参数和当前对象是否是同一个实例,否则delete时会造成严重错误。

    String& String::operator=(const String& other)
    {
    if(this == &other)
    {
    return *this;
    }
    delete[] m_data;
    int length = strlen(other.m_data);
    m_data  = new char[lenght+1];
    if(m_data != NULL)
    {
    strcpy(m_data,other.m_data);
    }
    return *this;
    }
    //可能有更好更安全的实现,以后再说 

    3.析构函数
        a.销对象时会调用析构函数。对于动态分配的对象,只有指向该对象的指针被删除时才撤销。析构函数通常释放在构造函数或在对象生命周期内获取的资源;

        b.默认析构函数(编译器总会生成),它按成员在类中声明的次序的逆序撤销成员(非static)。但默认析构函数不删除指针指向的对象;

        c.析构函数没有返回值,没有形参,所以不能重载它。

    String::~String()
    {
    delete [] mdata;
    }


    后记:通常这三个复制控制成员中我们定义一个,则它也需要定义另外两个 ,即所谓的“rule of three”。

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