拷贝构造函数

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[一、4. 拷贝构造函数](#一、4. 拷贝构造函数)

今天我们来学习拷贝构造函数。

一、4. 拷贝构造函数

如果⼀个构造函数的第⼀个参数是自身类型的引用，且任何额外的参数都有默认值，则此叫做拷贝构造函数，也就是说拷贝构造是⼀个特殊的构造函数。

它的形式是这样的：

cpp 复制代码

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{ 
//拷贝构造函数		
Date(const Date & d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

拷贝构造具有以下特点：

拷贝构造函数是构造函数的⼀个重载。

拷贝构造函数和普通构造函数一样，名字与类名相同，并且也是用于创建对象（用已存在的对象创建新对象）。它与其他构造函数的区别在于参数类型，它的参数是同类对象的引用。拷贝构造函数通过其特殊的参数类型（类对象的引用）与其他构造函数形成了重载关系。编译器可以根据调用时的参数情况（是普通参数还是类对象引用）来决定调用哪一个构造函数。

cpp 复制代码

 Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
	 _year = year;
	 _month = month;
	 _day = day;
 }
		
Date(const Date & d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}

int main()
{
//既初始化了对象，又调用了拷贝构造
	Date d1();
	return 0;
}

拷贝构造函数的第⼀个参数必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。拷贝构造函数也可以多个参数，但是第⼀个参数必须是类类型对象的引用，后面的参数必须有缺省值。

Date &d 是为引用，目的是防止程序循环拷贝构造。如果为(Date d),则主程序Date d2(d1)时将d1拷贝赋值给了d,每次要调用烤贝构造函数之前要先传值传参，传值传参是一种烤贝，又形成一个新的拷贝构造，就形成了无穷递归。

const目的是为了保证被引用的对象不因拷贝的改变而改变。

cpp 复制代码

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{ 

 public:
 
 Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
	 _year = year;
	 _month = month;
	 _day = day;
}
//拷贝构造函数		
Date(const Date & d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}

void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1(2024, 7, 5);
	Date d2(d1);
	d2.Print();
	return 0;
}

C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造，所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成。

C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型

内置类型：就是语言提供的原生数据类型，如：int/char/double/指针等。

自定义类型：就是我们使用class/struct等关键字自己定义的类型。

cpp 复制代码

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
		cout << " const Date& d" << endl;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

void Func1(Date d)
{
	
}

int main()
{
	Date d1;
	Func1(d1);
	return 0;
}

该例子说明了Func1函数调用了拷贝函数构造。

原因是Func1(Date d)，Date d 调用了拷贝。

若未显式定义拷贝构造，编译器会生成自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(⼀个字节⼀个字节的拷贝)，对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。

cpp 复制代码

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{

public:

	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}		
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	Date d2(d1);
	d2.Print();
	return 0;
}

Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝，所以不需要我们显示实现拷贝构造。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源（malloc），生成了空间，浅拷贝会将地址也拷贝成一样的。堆空间释放两次，会报错。所以编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷贝(对指向的资源也进行拷贝)。像MyQueue这样的类型内部主要是自定义类型Stack成员，编译器自动生成的拷贝构造会调用Stack的拷贝构造，也不需要我们显示实现MyQueue的拷贝构造。

这里还有一个小技巧，如果一个类显示实现了析构并释放资源，那么他就需要显示写拷贝构造(因为释放了资源就说明当初开了资源，如果不写拷贝构造，那么系统自动生成的拷贝构造会由于浅拷贝而出错)，否则就不需要。

cpp 复制代码

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}		
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
	Stack(int n = 4)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		_capacity = n;
		_top = 0;
	}
	
	// st2(st1)
	Stack(const Stack& st)
	{
		_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
		if (nullptr == _a)
		{
			perror("malloc申请空间失败!!!");
			return;
		}
		memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
		_top = st._top;
		_capacity = st._capacity;
	}

	void Push(STDataType x)
	{
		if (_top == _capacity)
		{
			int newcapacity = _capacity * 2;
			STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *
				sizeof(STDataType));
			if (tmp == NULL)
			{
				perror("realloc fail");
				return;
			}
			_a = tmp;
			_capacity = newcapacity;
		}
		_a[_top++] = x;
	}

	void Pop()
	{
		_a[_top - 1] = -1;
		--_top;
	}

	int Top()
	{
		return _a[_top - 1];
	}

	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		free(_a);
	}
private:
	STDataType* _a;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};

class MyQueue
{
private:
	Stack _pushst;
	Stack _popst;
};

传值返回 ,会产生一个临时对象调用拷贝构造，传值引用返回，返回的是返回对象的别名(引用)，没有产生拷贝。但是如果返回对象是一个当前函数的局部域的局部对象，函数结束就销毁了，原来的那块空间释放了，那么使用引用返回是有问题的，这时的引|用相当于一个野引用，类似一个野指针一样。会非常危险。

传引用返回可以减少拷贝，但是一定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能用引用返回。不能用局部变量当返回对象。

感谢大家能看到这里，多多支持！