当前位置：首页 > news >正文

c++拷贝构造函数（深浅拷贝）+运算符重载

news 来源：原创 2025/6/8 13:09:58

1拷贝构造函数

1.1定义

只有一个形参，且该形参是对本类类型对象的引用（一般用const 修饰），在用已经存在的类类型对象穿件新对象是由编译器自动调用。（是一种特殊构造，即初始化一个一模一样的新对象）

1.2特征

拷贝构造函数是一种特殊成员函数，是构造函数的一个重载形式
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

class Date 
{
public:
	Date(int year = 2004, int month = 10, int day = 1)//全缺省构造函数
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date(const Date& d)//拷贝构造函数，这里必须是引用
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	Date d2(d1);
	return 0;
}

若为显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。默认拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝，这种方式成为浅拷贝或者值拷贝

简要介绍一下深拷贝和浅拷贝

浅拷贝/值拷贝：按字节拷贝，在复制对象时，仅复制对象的成员变量的值。若对象包含指针成员，那么浅拷贝只会复制指针的值，也就是复制后的对象和原对象的指针会指向同一块内存地址。这就意味着两个对象会共享同一块动态分配的内存。当其中一个对象被销毁时，它所指向的内存也会被释放，而另一个对象的指针就会变成悬空指针，这可能会引发程序崩溃或其他未定义行为。

深拷贝：在复制对象时，不仅会复制对象的成员变量的值，还会为指针成员分配新的内存空间，并将原对象指针所指向的内存中的数据复制到新分配的内存中。这样，复制后的对象和原对象就会拥有各自独立的内存空间，彼此之间不会相互影响。（开一样的空间，拷贝一份一模一样的东西）

像Date，My Queue等不需要显示拷贝构造，因为他是浅拷贝的类

像Stack需要显示拷贝构造，因为他是深拷贝的类

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:
	//内置类型
	int _year;
	int _month;
	int _day;//编译器在拷贝时，完成字节序的值拷贝

	//自定义类型
	Time _t;//编译器在拷贝时，调用其构造函数完成拷贝
};
int main()
{
	Date d1;
	//这里是用已经创建好的d1拷贝构造d2，此处会调用Date类的拷贝构造函数
	//但是Date没有显式的拷贝构造函数，因此编译器会生成默认的拷贝构造函数
	Date d2(d1);
	Date d3 = d1;//这个和上一行作用一样
	
	return 0;
}

小结：

1.当类中包含动态分配的资源（像动态数组、动态对象等）时，为了防止多个对象共享同一块内存而引发问题（如悬空指针、重复释放内存），需要实现深拷贝。这就意味着在非默认拷贝构造函数里，要为新对象分配新的内存空间，再把原对象的数据复制到新的内存中。

2.如果没有管理资源，一般情况下不需要写拷贝构造函数，直接用默认的拷贝构造，如Date类

3.如果都是自定义类型成员，内置类型成员没有指向资源，也类似默认生成的拷贝构造函数就可以，如My Queue类

4.一般情况下，不需要显式析构函数的，就不需要写拷贝构造

2赋值运算符重载

2.1运算符重载

本质：运算符重载是具有特殊函数名的函数，也具有返回值类型，函数名字以及参数列表

目的：增强代码的可读性，

函数名字：关键字 operator后面接需要重载的运算符符号

函数原型：返回值类型 operator操作符（参数列表）

返回值类型主要取决于操作符到底干什么事，比如操作符是比较大小，返回值类型就是bool类型，如果是自增，则返回值就是原类（eg:Date类）

注意：

重载操作符必须有一个类类型参数
用于内置类型的操作符，其含义不可以改变，例如：+，-，*，.....
.* :: sizeof ?: . 以上5个运算符不能重载（笔试常考）
作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this

如上图画波浪线的报错可知：如果我们重载运算符为全局，那么则无法访问私有成员，解决方法有以下三种：1.提供这些成员get和set方法；2.友元；3.重载成员函数（C++中常用这种）

2.2赋值运算符重载

1.赋值运算符重载格式

参数类型：const& T(传递引用可以提高传参效率)
返回值类型：T&，（返回引用可以提高返回的效率，有返回值目的是为了支持连续赋值）
检测是否自己给自己赋值（存疑）
返回*this:要符合连续赋值的含义

class Date {
public:
	Date(int year = 2004, int month = 10, int day = 20)//全缺省构造函数
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Date(const Date& d)//拷贝构造函数
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	Date& operator=(const Date& d)
	{
		//这里的this指针指代函数运行时调用该函数的对象  
		if (this != &d)//这一段代码是为了防止出现d1=d1;即自己给自己赋值的情况
		{
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;
		}
		return *this; 
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

区别拷贝构造和复制拷贝

int main()
{
	Date d1(2024, 04, 20);
	Date d2(d1);
	Date d3 = d1;//d2,d3都是拷贝构造，意思是创建两个与d1一样的实例化对象
	//注意，拷贝构造的本质是构造，构造同类型的对象，并且使之初始化为与d1一摸一样的对象
	//一个已经存在的对象，拷贝给另一个要创建的初始化的对象
	Date d4(2024, 05, 21);
	d1 = d4;//注意，这里不是拷贝构造，因为d1和d4都是已经存在的对象，
	//这里的本质是把一个已经存在的对象，拷贝给另一个已经存在的对象
    //d4相当于d,d1相当于this（见上个代码块）
	return 0;
}

2.赋值运算符只能重载成类的成员函数（不论形参的类型是什么），不能重载成全局函数