C++：拷贝构造函数

1.概念

在现实生活中，可能存在一个与你一样的自己，我们称之为双胞胎。那在创建对象的时候，可否创建一个与已存在对象一模一样的新对象呢？答案是可以的，这就要通过拷贝构造函数来实现了。

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拷贝构造函数：只有单个形参，该形参是对本类类型对象的引用(一般常用const修饰)
在用已存在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用

2.特征

拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：

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1.拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式
2.拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用
  使用传值方式编译器直接报错，因为会引发无穷递归调用

因为不是引用，是值调用，所以要创建临时对象来拷贝值，但这样无疑会造成无穷递归调用

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3.若没有显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。
  默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝，这种拷贝叫做浅拷贝，或者值拷贝

class Time
{
 public:
  Time()
  {
   _hour = 1;
   _minute = 1;
   _second = 1;
  }
  Time(const Time& t)
  {
   _hour = t._hour;
   _minute = t._minute;
   _second = t._second;
   cout << "Time::Time(const Time&)" << endl;
  }
 private:
  int _hour;
  int _minute;
  int _second;
};
class Date
{
 private:
 // 基本类型(内置类型)
  int _year = 1970;
  int _month = 1;
  int _day = 1;
 // 自定义类型
  Time _t;
};
 int main()
{
 Date d1;
    // 用已经存在的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
    // 但Date类并没有显式定义拷贝构造函数，则编译器会给Date类生成一个默认的拷贝构
造函数
 Date d2(d1);
 return 0;
}

在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节方式直接拷贝的，而自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。

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4.编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了，那么还需要我们显式实现吗？

typedef int DataType;
class Stack
{
public:
  Stack(size_t capacity = 10)
  {
  _array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
  if (nullptr == _array)
  {
   perror("malloc申请空间失败");
   return;
  }
   _size = 0;
   _capacity = capacity;
}
 void Push(const DataType& data)
 {
 // CheckCapacity();
   _array[_size] = data;
   _size++;
 }
 ~Stack()
 {
   if (_array)
  {
   free(_array);
   _array = nullptr;
   _capacity = 0;
   _size = 0;
  }
 }
private:
  DataType *_array;
  size_t _size;
  size_t _capacity;
};
int main()
{
  Stack s1;
  s1.Push(1);
  s1.Push(2);
  s1.Push(3);
  s1.Push(4);
  Stack s2(s1);
  return 0;
}

在这里程序会崩溃掉，为什么呢？首先s1对象调用构造函数创建，在构造函数中，默认申请了10个元素的空间，然后里面存了4个元素1 2 3 4；

然后s2对象使用s1拷贝构造，而Stack类中没有显式定义拷贝构造函数，则编译对象会给Stack类生成一份默认的拷贝构造函数，默认拷贝构造函数是按照值拷贝的，即将s1中内容原封不动的拷贝到s2中，连指针的值也拷贝了，因此s1和s2指向了同一块内存空间；

当程序退出时，s2和s1要销毁，s2先销毁，s2销毁时调用析构函数，已经将0x11223344的空间释放了，但是s1并不知道，会将该空间再释放一次，一块内存空间多次释放，肯定会造成程序崩溃。

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注意：类中如果没有涉及资源申请时，拷贝构造函数是否写都可以
     一旦涉及到资源申请时，拷贝构造函数是一定要写的，否则就是浅拷贝

5.拷贝构造函数典型调用场景：
  使用已存在对象创建新对象
  函数参数类型为类类型对象
  函数返回值类型为类类型对象

class Date
{
public:
  Date(int year, int minute, int day)
  {
   cout << "Date(int,int,int):" << this << endl;
  }
  Date(const Date& d)
  {
   cout << "Date(const Date& d):" << this << endl;
  }
  ~Date()
  {
   cout << "~Date():" << this << endl;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 Date Test(Date d)
 {
   Date temp(d);
   return temp;
 }
int main()
{
   Date d1(2022,1,13);
   Test(d1);
   return 0;
}

该程序的执行情况如下：

第一步：调用构造函数创建d1；

第二步：Test函数以值传递，传参时候使用拷贝构造函数创建d；

第三步：调用拷贝构造函数创建temp；

第四步：函数以值方式返回，返回时使用temp拷贝构造临时对象来返回

最后就是销毁Test函数中的temp,d,返回时创建的临时对象，以及main函数的d1。