复制构造函数与赋值函数

构造函数、析构函数、赋值函数是每个类最基本的的函数。每个类只有一个析构函数和一个赋值函数。但是有很多构造函数(一个为复制构造函数，其他为普通构造函数。对于一个类A,如果不编写上述四个函数，c++编译器将自动为A产生四个默认的函数，即：

• A(void)                                    //默认无参数构造函数
• A(const A &a)                         //默认复制构造函数
• ~A(void);                                //默认的析构函数
• A & operator = (const A &a); //默认的赋值函数

既然能自动生成函数，为什么还需要自定义？原因之一是“默认的复制构造函数”和"默认的赋值函数“均采用”位拷贝“而非”值拷贝“

位拷贝  v.s.  值拷贝

为便于说明，以自定义String类为例，先定义类，而不去实现。

#include <iostream>
using namespace std;

class String  
{
    public:
        String(void);
        String(const String &other);
        ~String(void);
        String & operator =(const String &other);
    private:
 
        char *m_data;
        int val;
};

位拷贝拷贝的是地址，而值拷贝拷贝的是内容。

如果定义两个String对象a, b。当利用位拷贝时，a=b，其中的a.val=b.val；但是a.m_data=b.m_data就错了：a.m_data和b.m_data指向同一个区域。这样出现问题：

• a.m_data原来的内存区域未释放，造成内存泄露
• a.m_data和b.m_data指向同一块区域，任何一方改变，会影响到另一方
• 当对象释放时，b.m_data会释放掉两次

因此

当类中还有指针变量时，复制构造函数和赋值函数就隐含了错误。此时需要自己定义。

结论

• 有一种特别常见的情况需要自己定义复制控制函数：类具有指针哈函数。
• 赋值操作符和复制构造函数可以看成一个单元，当需要其中一个时，我们几乎也肯定需要另一个
• 三法则：如果类需要析构函数，则它也需要赋值操作符和复制构造函数

注意

• 如果没定义复制构造函数（别的不管），编译器会自动生成默认复制构造函数
• 如果定义了其他构造函数（包括复制构造函数），编译器绝不会生成默认构造函数
• 即使自己写了析构函数，编译器也会自动生成默认析构函数

因此此时如果写String s是错误的，因为定义了其他构造函数，就不会自动生成无参默认构造函数。

复制构造函数  v.s.  赋值函数

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

class String  
{
    public:
        String(const char *str);
        String(const String &other);
        String & operator=(const String &other);
        ~String(void); 
    private:
        char *m_data;
};

String::String(const char *str)
{
    cout << "自定义构造函数" << endl;
    if (str == NULL)
    {
        m_data = new char[1];
        *m_data = '';
    }
    else
    {
        int length = strlen(str);
        m_data = new char[length + 1];
        strcpy(m_data, str);
    }
}

String::String(const String &other)
{
    cout << "自定义拷贝构造函数" << endl;
    int length = strlen(other.m_data);
    m_data = new char[length + 1];
    strcpy(m_data, other.m_data);
}

String & String::operator=(const String &other)
{
    cout << "自定义赋值函数" << endl; 

    if (this == &other)
    {
        return *this;
    }
    else
    {
        delete [] m_data;
        int length = strlen(other.m_data);
        m_data = new char[length + 1];
        strcpy(m_data, other.m_data);
        return *this;
    }
}

String::~String(void)
{
    cout << "自定义析构函数" << endl; 
    delete [] m_data;
}
int main()
{
    cout << "a("abc")" << endl;
    String a("abc");

    cout << "b("cde")" << endl;
    String b("cde");
    
    cout << " d = a" << endl;
    String d = a;

    cout << "c(b)" << endl;
    String c(b);

    cout << "c = a" << endl;
    c = a;

    cout << endl;
}

执行结果

说明几点

1. 赋值函数中，上来比较 this == &other 是很必要的，因为防止自复制，这是很危险的，因为下面有delete []m_data，如果提前把m_data给释放了，指针已成野指针，再赋值就错了

2. 赋值函数中，接着要释放掉m_data,否则就没机会了（下边又有新指向了）

3. 拷贝构造函数是对象被创建时调用，赋值函数只能被已经存在了的对象调用

    注意：String a("hello"); String b("world");  调用自定义构造函数

             String c=a；调用拷贝构造函数，因为c一开始不存在，最好写成String c(a);

C++赋值运算符函数

为类添加赋值运算符函数:

类型定义

class CMyString
{
public:
    CMyString(char *pData = NULL);
    CMyString(const CMyString &str);
    ~CMyString(void);

    CMyString &operator=(const CMyString &);

private:
    char *m_pData;
};

要点：

1、返回值类型为该类型的引用，并在函数结束前返回实例自身的引用（即 *this）；

2、是否把传入的参数声明为常量引用【const CmyString &str】;

3、是否释放自身已有内存，否则会造成“内存泄漏”；

4、是否判断参数与当前示例是指向的同一个对象；

解法：

/*
    适用于初级C++程序员的解法
*/
CMyString &CMyString::operator=(const CMyString &str)
{
    //首先检测两个指针是否指向同一个对象
    if (this == &str)
        return *this;

    //释放原内存
    delete []m_pData;
    m_pData = NULL;

    //重新申请内存
    m_pData = new char[strlen(str.m_pData) + 1];
    strcpy(m_pData,str.m_pData);

    //谨记：返回*this
    return *this;
}



/*
    适用于高级C++程序员的解法
*/
CMyString &CMyString::operator=(const CMyString &str)
{
    if (this != &str)                   //确保不指向同一个实例
    {
        CMyString strTemp(str);

        char *pTemp = strTemp.m_pData;  //指针指向需要更换的对象
        //strTemp.m_pData指向原来的对象，确保内存不足时可以找到原来对象的值
        strTemp.m_pData = m_pData;      
        m_pData = pTemp;                //更换原对象的值
    }   //自动调用strTemp的析构函数，销毁strTemp对象并回收pTemp的内存

    return *this;
}