C++中使用复制构造函数确保深复制
复制构造函数是一个重载的构造函数,由编写类的程序员提供。每当对象被复制时,编译器都将调用复制构造函数。
为 MyString 类声明复制构造函数的语法如下:
class MyString
{
MyString(const MyString& copySource); // copy constructor
};
MyString::MyString(const MyString& copySource)
{
// Copy constructor implementation code
}
复制构造函数接受一个以引用方式传入的当前类的对象作为参数。这个参数是源对象的别名,您使用它来编写自定义的复制代码,确保对所有缓冲区进行深复制,如以下示例程序所示:
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
class MyString
{
private:
char* buffer;
public:
MyString() {}
MyString(const char* initString) // constructor
{
buffer = NULL;
cout << "Default constructor: creating new MyString" << endl;
if(initString != NULL)
{
buffer = new char [strlen(initString) + 1];
strcpy(buffer, initString);
cout << "buffer points to: 0x" << hex;
cout << (unsigned int*)buffer << endl;
}
}
MyString(const MyString& copySource) // Copy constructor
{
buffer = NULL;
cout << "Copy constructor: copying from MyString" << endl;
if(copySource.buffer != NULL)
{
// allocate own buffer
buffer = new char [strlen(copySource.buffer) + 1];
// deep copy from the source into local buffer
strcpy(buffer, copySource.buffer);
cout << "buffer points to: 0x" << hex;
cout << (unsigned int*)buffer << endl;
}
}
MyString operator+ (const MyString& addThis)
{
MyString newString;
if (addThis.buffer != NULL)
{
newString.buffer = new char[GetLength() + strlen(addThis.buffer) + 1];
strcpy(newString.buffer, buffer);
strcat(newString.buffer, addThis.buffer);
}
return newString;
}
// Destructor
~MyString()
{
cout << "Invoking destructor, clearing up" << endl;
delete [] buffer;
}
int GetLength()
{ return strlen(buffer); }
const char* GetString()
{ return buffer; }
};
void UseMyString(MyString str)
{
cout << "String buffer in MyString is " << str.GetLength();
cout << " characters long" << endl;
cout << "buffer contains: " << str.GetString() << endl;
return;
}
int main()
{
MyString sayHello("Hello from String Class");
UseMyString(sayHello);
return 0;
}
输出:
Default constructor: creating new MyString
buffer points to: 0x01232D90
Copy constructor: copying from MyString
buffer points to: 0x01232DD8
String buffer in MyString is 17 characters long
buffer contains: Hello from String Class
Invoking destructor, clearing up
Invoking destructor, clearing up
分析:
大多数代码都与程序清单 9.8 类似,只是新增了一个复制构造函数(第 23~38 行)。首先,将重点放在 main( )上,它与以前一样创建了对象 sayHello,如第 65 行所示。创建 sayHello 导致了第 1 行输出,这是由 MyString 的构造函数的第 12 行生成的。出于方便考虑,这个构造函数还显示了 buffer 指向的内存地址。接下来, main( )将 sayHello 按值传递个函数 UseMyString( ),如第 66 行所示,这将自动调用复制构造函数,输出指出了这一点。复制构造函数的代码与构造函数很像,基本思想也相同:检查 copySource.buffer 包含的 C 风格字符串的长度(第 30 行),分配相应数量的内存并将返回的指针赋给 buffer,再使用 strcpy 将 copySource.buffer 的内容复制到 buffer(第 33 行)。这里并非浅复制(复制指针的值),而是深复制,即将指向的内容复制到给当前对象新分配的缓冲区中。
程序的输出表明,拷贝中的 buffer 指向的内存地址不同,即两个对象并未指向同一个动态分配的内存地址。因此,函数 UseMyString( )返回、形参 str 被销毁时,析构函数对复制构造函数分配的内存地址调用 delete[], 而没有影响 main( )中 sayHello 指向的内存。 因此, 这两个函数都执行完毕时,成功地销毁了各自的对象,没有导致应用程序崩溃。
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