数据结构中的copy构造函数和赋值重载函数-坚强的心-搜狐博客

    前段时间疯狂的在调试着数据结构中的各个程序。但是有两个东西我一直是当注释放在那的，这就是链接结构中的copy构造函数和赋值重载函数；这也是我学习中的一个毛病——对于不懂的，只想着能拖就拖。不过，由于作业的要求，只能硬着头皮把书啃了两个小时。下面就是我对这两个东西的理解。

    在数据结构中，对于程序的实现一般有两种方式：顺序实现和链接实现，即一个是由数组作为基本的数据成员，而另一个则是由节点Node作为基本的数据成员。其中,链接实现时，如果用户的不经意，就会造成很多不必要的garbage，而正是出于这种考虑，在C++中有了三个保护函数：析构函数、copy构造函数和赋值重载函数。

    析构函数类似于构造函数的“反函数”，目的是：“在所声明的对象在销毁时，释放其所占用的内存空间。”如下面是stack的析构函数：

Stack::~Stack()
{
  while(!empty())
    pop();
  delete head;
}

    而对于copy构造函数和赋值重载函数，都是为了避免用户在使用时，轻易对两个对象之间赋值所设立的保护函数。他们的区别可以简单通过下面这个例子看出来：

void main()
{
  Stack stack1; // 声明了一个Stack对象：Stack1;
  for(int i=0; i<5; i++)
    stack.push(i);
  Stack stack2;
  stack2=stack1;  // 这里是调用赋值重载函数;
  Stack stack3=stack1; // 这里调用copy构造函数;
}

而对于更加详细的区别，这里我转载了一片我感觉很不错的文章：   

"   在学习这一章内容前我们已经学习过了类的构造函数和析构函数的相关知识，对于普通类型的对象来说，他们之间的复制是很简单的，例如：

int a = 10;
int b =a;

　　自己定义的类的对象同样是对象，谁也不能阻止我们用以下的方式进行复制,例如：

#include <iostream> 
using namespace std; 
 
class Test 
{ 
public: 
    Test(int temp) 
    { 
        p1=temp; 
    } 
protected: 
    int p1; 
 
}; 
 
void main() 
{ 
    Test a(99); 
    Test b=a; 
}

　　普通对象和类对象同为对象，他们之间的特性有相似之处也有不同之处，类对象内部存在成员变量，而普通对象是没有的，当同样的复制方法发生在不同的对象上的时候，那么系统对他们进行的操作也是不一样的，就类对象而言，相同类型的类对象是通过拷贝构造函数来完成整个复制过程的，在上面的代码中,我们并没有看到拷贝构造函数，同样完成了复制工作，这又是为什么呢？因为当一个类没有自定义的拷贝构造函数的时候系统会自动提供一个默认的拷贝构造函数，来完成复制工作。

　　下面，我们为了说明情况，就普通情况而言(以上面的代码为例)，我们来自己定义一个与系统默认拷贝构造函数一样的拷贝构造函数，看看它的内部是如何工作的！

　　代码如下：

#include <iostream> 
using namespace std; 
 
class Test 
{ 
public: 
    Test(int temp) 
    { 
        p1=temp; 
    } 
    Test(Test &c_t)//这里就是自定义的拷贝构造函数 
    { 
        cout<<"进入copy构造函数"<        p1=c_t.p1;//这句如果去掉就不能完成复制工作了,此句复制过程的核心语句 
    } 
public: 
    int p1; 
}; 
 
void main() 
{ 
    Test a(99); 
    Test b=a; 
    cout<    cin.get(); 
}

　　上面代码中的Test(Test &c_t)就是我们自定义的拷贝构造函数，拷贝构造函数的名称必须与类名称一致，函数的形式参数是本类型的一个引用变量,且必须是引用。

　　当用一个已经初始化过了的自定义类类型对象去初始化另一个新构造的对象的时候，拷贝构造函数就会被自动调用，如果你没有自定义拷贝构造函数的时候系统将会提供给一个默认的拷贝构造函数来完成这个过程，上面代码的复制核心语句就是通过Test(Test &c_t)拷贝构造函数内的p1=c_t.p1;语句完成的。如果取掉这句代码，那么b对象的p1属性将得到一个未知的随机值；

下面我们来讨论一下关于浅拷贝和深拷贝的问题。

　　就上面的代码情况而言，很多人会问到，既然系统会自动提供一个默认的拷贝构造函数来处理复制，那么我们没有意义要去自定义拷贝构造函数呀，对，就普通情况而言这的确是没有必要的，但在某写状况下，类体内的成员是需要开辟动态开辟堆内存的,如果我们不自定义拷贝构造函数而让系统自己处理，那么就会导致堆内存的所属权产生混乱，试想一下，已经开辟的一端堆地址原来是属于对象a的，由于复制过程发生，b对象取得是a已经开辟的堆地址，一旦程序产生析构，释放堆的时候，计算机是不可能清楚这段地址是真正属于谁的，当连续发生两次析构的时候就出现了运行错误。

　　为了更详细的说明问题，请看如下的代码。

#include <iostream> 
using namespace std; 
 
class Internet 
{ 
public: 
    Internet(char *name,char *address) 
    { 
        cout<<"载入构造函数"<        strcpy(Internet::name,name); 
        strcpy(Internet::address,address); 
        cname=new char[strlen(name)+1]; 
        if(cname!=NULL) 
        { 
            strcpy(Internet::cname,name); 
        } 
    } 
    Internet(Internet &temp) 
    { 
        cout<<"载入COPY构造函数"<        strcpy(Internet::name,temp.name); 
        strcpy(Internet::address,temp.address); 
        cname=new char[strlen(name)+1];//这里注意,深拷贝的体现! 
        if(cname!=NULL) 
        { 
            strcpy(Internet::cname,name); 
        } 
    } 
    ~Internet() 
    { 
        cout<<"载入析构函数!"; 
        delete[] cname; 
        cin.get(); 
    } 
    void show(); 
protected: 
    char name[20]; 
    char address[30]; 
    char *cname; 
}; 
void Internet::show() 
{ 
    cout<} 
void test(Internet ts) 
{ 
    cout<<"载入test函数"<} 
void main() 
{ 
    Internet a("中国软件开发实验室","www.cndev-lab.com"); 
    Internet b = a; 
    b.show(); 
    test(b); 
}

　　上面代码就演示了深拷贝的问题,对对象b的cname属性采取了新开辟内存的方式避免了内存归属不清所导致析构释放空间时候的错误,最后我必须提一下，对于上面的程序我的解释并不多，就是希望读者本身运行程序观察变化，进而深刻理解。

　　拷贝和浅拷贝的定义可以简单理解成：如果一个类拥有资源(堆，或者是其它系统资源)，当这个类的对象发生复制过程的时候，这个过程就可以叫做深拷贝，反之对象存在资源但复制过程并未复制资源的情况视为浅拷贝。


　　浅拷贝资源后在释放资源的时候会产生资源归属不清的情况导致程序运行出错,这点尤其需要注意！

另一篇：

关于拷贝构造函数和赋值运算符
作者：冯明德

重点:包含动态分配成员的类 应提供拷贝构造函数,并重载"="赋值操作符。

以下讨论中将用到的例子:

class CExample{public:CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}~CExample(){delete pBuffer;}void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}private:char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源int nSize;};

这个类的主要特点是包含指向其他资源的指针。

pBuffer指向堆中分配的一段内存空间。

一、拷贝构造函数

int main(int argc, char* argv[]){CExample theObjone;theObjone.Init40);//现在需要另一个对象,需要将他初始化称对象一的状态CExample theObjtwo=theObjone;...}

语句"CExample theObjtwo=theObjone;"用theObjone初始化theObjtwo。

其完成方式是内存拷贝，复制所有成员的值。

完成后，theObjtwo.pBuffer==theObjone.pBuffer。

即它们将指向同样的地方，指针虽然复制了，但所指向的空间并没有复制，而是由两个对象共用了。这样不符合要求，对象之间不独立了，并为空间的删除带来隐患。

所以需要采用必要的手段来避免此类情况。

回顾以下此语句的具体过程:首先建立对象theObjtwo，并调用其构造函数，然后成员被拷贝。

可以在构造函数中添加操作来解决指针成员的问题。

所以C++语法中除了提供缺省形式的构造函数外，还规范了另一种特殊的构造函数：拷贝构造函数，上面的语句中，如果类中定义了拷贝构造函数，这对象建立时，调用的将是拷贝构造函数，在拷贝构造函数中，可以根据传入的变量，复制指针所指向的资源。

拷贝构造函数的格式为:构造函数名(对象的引用)

提供了拷贝构造函数后的CExample类定义为:

class CExample{public:CExample(){pBuffer=NULL; nSize=0;}~CExample(){delete pBuffer;}CExample(const CExample&); //拷贝构造函数void Init(int n){ pBuffer=new char[n]; nSize=n;}private:char *pBuffer; //类的对象中包含指针,指向动态分配的内存资源int nSize;};CExample::CExample(const CExample& RightSides) //拷贝构造函数的定义{nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员pBuffer=new char[nSize]; //复制指针指向的内容memcpy(pBuffer,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));}

这样，定义新对象，并用已有对象初始化新对象时，CExample(const CExample& RightSides)将被调用，而已有对象用别名RightSides传给构造函数，以用来作复制。

原则上，应该为所有包含动态分配成员的类都提供拷贝构造函数。

拷贝构造函数的另一种调用。

当对象直接作为参数传给函数时，函数将建立对象的临时拷贝，这个拷贝过程也将调同拷贝构造函数。

例如

BOOL testfunc(CExample obj);testfunc(theObjone); //对象直接作为参数。BOOL testfunc(CExample obj){//针对obj的操作实际上是针对复制后的临时拷贝进行的}

还有一种情况，也是与临时对象有关的

当函数中的局部对象被被返回给函数调者时，也将建立此局部对象的一个临时拷贝，拷贝构造函数也将被调用

CTest func(){CTest theTest;return theTest}

二、赋值符的重载

下面的代码与上例相似

int main(int argc, char* argv[]){CExample theObjone;theObjone.Init(40);CExample theObjthree;theObjthree.Init(60);//现在需要一个对象赋值操作,被赋值对象的原内容被清除，并用右边对象的内容填充。theObjthree=theObjone;return 0;}

也用到了"="号，但与"一、"中的例子并不同，"一、"的例子中，"="在对象声明语句中，表示初始化。更多时候,这种初始化也可用括号表示。

例如 CExample theObjone(theObjtwo);

而本例子中，"="表示赋值操作。将对象theObjone的内容复制到对象theObjthree;，这其中涉及到对象theObjthree原有内容的丢弃，新内容的复制。

但"="的缺省操作只是将成员变量的值相应复制。旧的值被自然丢弃。

由于对象内包含指针，将造成不良后果:指针的值被丢弃了，但指针指向的内容并未释放。指针的值被复制了，但指针所指内容并未复制。

因此，包含动态分配成员的类除提供拷贝构造函数外，还应该考虑重载"="赋值操作符号。

类定义变为:

class CExample{...CExample(const CExample&); //拷贝构造函数CExample& operator = (const CExample&); //赋值符重载...};

//赋值操作符重载CExample & CExample::operator = (const CExample& RightSides){nSize=RightSides.nSize; //复制常规成员char *temp=new char[nSize]; //复制指针指向的内容memcpy(temp,RightSides.pBuffer,nSize*sizeof(char));delete []pBuffer; //删除原指针指向内容  (将删除操作放在后面，避免X=X特殊情况下，内容的丢失)pBuffer=temp;   //建立新指向return *this}

三、拷贝构造函数使用赋值运算符重载的代码。

CExample::CExample(const CExample& RightSides){pBuffer=NULL;*this=RightSides //调用重载后的"="}

"