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副本构造器 – C++快速入门36

副本构造器

 

让编程改变世界

Change the world by program


 

地球人都知道,我们可以把一个对象赋值给一个类型与之相同的变量。

编译器将生成必要的代码把”源”对象各属性的值分别赋值给”目标”对象的对应成员。这种赋值行为称之为逐位复制(bitwise coyp)。

这种行为在绝大多数场合都没有问题,但如果某些成员变量是指针的话,问题就来了:对象成员进行逐位复制的结果是你将拥有两个一摸一样的

实例,而这两个副本里的同名指针会指向相同的地址。。。

 

于是乎,当删除其中一个对象时,它包含的指针也将被删除,但万一此时另一个副本(对象)还在引用这个指针,就会出问题!

那聪明的鱼油这时候可能会说”小甲鱼你hold住,如果我在第二个副本同时也删除指针,不就行了吗?”

好滴,我们姑且认为这样做逻辑上没有问题。但从实际上情况看是不可能的。因为你想啊,我们的CPU本身就是逐条指令执行的,那么就总会有个先慢顺序。当试图第二次释放同一块内存,就肯定会导致程序崩溃。

 

那么怎样才能解决这个问题呢?

在遇到问题的时候,人总是会想要是当初怎怎怎,现在就能咋咋咋酱紫。。。。。这听起来像是在后悔说的话,但对于编程来说,绝对是有后悔药的!

要是程序员在当初进行对象”复制”时能够精确地表明应该复制些什么和如何赋值,那就理想了。

C++语言的发明者早就预料到这个问题,并提出了一个解决方案,虽然方案有点曲折复杂,但是你不用担心,小甲鱼会适当放慢脚步带着你前进的!此时,国歌响起。。。。。。

 

分析下面几行代码:

MyClass obj1;

MyClass obj2;

obj2 = obj1;

 

前两行代码很简明,它们创建出了两个MyClass类的实例obj1和obj2。第三行代码把obj1的值赋值给了obj2,这里就可能会埋下祸根!

那么,怎样才能截获这个赋值操作并告诉它应该如何处理那些指针呢?

 

重载赋值操作符

 

答案是对操作符进行重载!没错,提供重载机制,事实上就是提供给我们后悔药(+红)!

我们知道几乎所有的C++操作符都可以重载,而赋值操作符”=”恰好是”几乎所有”中的一个。

 

我们将重载”=”操作符,在其中对指针进行处理:

MyClass &operator = (const MyClass &rhs);

 

上边的语句告诉我们这个方法所预期的输入参数应该是一个MyClass类型的、不可改变的引用。

因为这里使用的参数是一个引用,所以编译器在传递输入参数时就不会再为它创建另外一个副本(否则可能导致无限递归)

又因为这里只需要读取这个输入参数,而不用改变它的值,所以我们用const把那个引用声明为一个常量确保万无一失。

 

返回一个引用,该引用指向一个MyClass类的对象。如果看过我们待会实现的源码,可能会发觉这个没有必要。但是,这样确实是一个好习惯!

另外的好处是方便我们把一组赋值语句串联起来,如:a = b = c;

 

副本构造器

 

我们来研读一下代码:Example01.cpp(源代码下载

。。。。。。

完了?没完!今天的主菜还没上呢!

只对赋值操作符进行重载还不能完美地解决问题,正如刚才所说的,C++的发明者把解决方案弄得有点儿复杂。

 

改写下测试代码:

MyClass obj1;

MyClass obj2 = obj1;

 

这与刚才那三行的区别很细微,刚才是先创建两个对象,然后再把obj1赋值给obj2。

现在是先创建一个实例obj1,然后再创建实例obj2的同时用obj1的值对它进行初始化。

虽然看起来好像一样,但编译器却生成完全不同的代码:编译器将在MyClass类里寻找一个副本构造器(copy constructor),如果找不到,它会自行创建一个。

 

即时我们对赋值操作符进行了重载,由编译器创建的副本构造器仍以”逐位复制”方式把obj1赋值给obj2。

换句话说,如果遇到上面这样的代码,即时已经在这个类里重载了赋值操作符,暗藏着隐患的”逐位复制”行为还是会发生。

 

想要躲开这个隐患,还需要亲自定义一个副本构造器,而不是让系统帮我们生成。

MyClass( const MyClass &rhs);

 

这个构造器需要一个固定不变(const)的MyClass类型的引用作为输入参数,就像赋值操作符那样。因为他是一个构造器,所以不需要返回类型,还记得吗?

修改后:Example02.cpp(源代码下载


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