C++: 06---構造函數析構函數

拷貝構造函數：

         用一個已經存在的對象來生成一個相同類型的新對象。（淺拷貝）

預設的拷貝構造函數：

         如果自定義了拷貝構造函數，編譯器就不在生成預設的拷貝構造函數。 

         如果沒有自定義拷貝構造函數，但在代碼中用到了拷貝構造函數，編譯器會生成預設的拷貝構造函數。

深拷貝&淺拷貝：

         系統預設的拷貝構造函數是淺拷貝，類中含有指針類型的變量，須自定義拷貝構造函數用深拷貝來實作。

         淺拷貝隻是對指針的拷貝，拷貝後兩個指針指向同一個記憶體空間，所指向的空間内容并沒有複制，而是由兩個對象共用。深拷貝不但對指針進行拷貝，而且對指針指向的内容進行拷貝，經深拷貝後的指針是指向兩個不同位址的指針。

如圖：   

思考：

      當對象中存在指針成員時，為什麼需要自己實作拷貝構造函數？如果不，會出現怎樣的問題？

看代碼：

#include<iostream>
 
class CGoods
 
{
 
public:
 
  CGoods(const char* name, double price, int amount)//帶有三個參數的構造函數
 
  {
 
    std::cout << this << " :CGoods::CGoods(char*,float,int)" << std::endl;
 
    mname = new char[strlen(name) + 1]();
 
    strcpy(mname, name);
 
    mprice = price;
 
    mamount = amount;
 
  }
 
  CGoods()//不帶參數的構造函數
 
  {
 
    std::cout << this << " :CGoods::CGoods()" << std::endl;
 
    mname = new char[1]();
 
  }
 
~CGoods()
 
  {
 
    std::cout << this << " :CGoods::~CGoods()" << std::endl;
 
    delete[] mname;
 
  }
 
private:
 
  char*  mname;
 
  double mprice;
 
  int mamount;
 
};
 
int main()
 
{
 
  CGoods good1("car1", 10.1, 10);
 
  CGoods good2 = good1;
 
  return 0;
 
}      

程式運作結果：調一次構造函數，調兩次析構函數。

分析：兩個對象的指針成員所指記憶體相同，這會導緻什麼問題呢？

           mname指針被配置設定一次記憶體，但是程式結束時該記憶體卻被釋放了兩次，會造成記憶體洩漏問題,這是一個不容忽視的問題。我們不得不自己寫一個拷貝構造函數。

CGoods(const CGoods &rhs)
 
{
 
  std::cout << this << " :CGoods::CGoods(const CGoods &rhs)" << std::endl;
 
  mname = new char[strlen(rhs.mname) + 1]();
 
  strcpy(mname, rhs.mname);
 
  mprice = rhs.mprice;
 
  mamount = rhs.mamount;
 
}      

程式運作結果

注意：拷貝構造函數傳參必須傳引用。若正常傳，則會不斷地遞歸去生成新形參對象，最後導緻棧溢出。也不能用*，若寫成 CGoods(const CGoods* rhs)，就會變成一個構造函數，CGoods*傳的是已存在對象的位址。

指派運算符的重載函數：

        用一個已存在的對象指派給相同類型的已存在對象。（淺拷貝）

預設指派運算符的重載函數：

        指派運算符重載函數用于類對象的指派操作，當我們未實作該函數時，編譯器會自動為我們實作該函數。同拷貝構造函數一樣，系統預設的指派運算符重載函數是淺拷貝，類中含有指針類型的變量，須自定義指派運算符重載函數用深拷貝來實作。

CGoods& operator=(const CGoods& rhs)
 
{
 
  std::cout << this << " CGoods::operator=(const CGoods&)" << std::endl;
 
  if (this != &rhs)//判斷是否給自己指派
 
  {
 
    delete[] mname;//防止記憶體洩漏
 
    mname = new char[strlen(rhs.mname) + 1]();
 
    strcpy(mname, rhs.mname);
 
    mprice = rhs.mprice;
 
    mamount = rhs.mamount;
 
  }
 
  return *this;
 
}
 
int main()
 
{
 
  CGoods good1("car1", 10.1, 10);
 
  CGoods good2;
 
  good2 = good1;
 
  return 0;
 
}      

程式運作結果：

思考：

為什麼要避免自指派呢？1）自己給自己指派完全是毫無意義，為了效率。

2）如果類的資料成員中含有指針，自指派有時會導緻災難性的後果。對于指針間的指派，先要将p所指向的空間delete掉，然後再為p重新配置設定空間，将被拷貝指針所指的内容拷貝到p所指的空間。如果是自指派，那麼p和被拷貝指針是同一指針，在指派操作前對p的delete操作，将導緻p所指的資料同時被銷毀。

拷貝構造函數與指派函數的差別？

　　　　在看到“=”操作符為對象指派的時候，

      　　　　  如果是在對象定義時(Test B = (Test)c)，此時調用拷貝構造函數；

        　　　　如果不是在對象定義指派時(B = c)，此時調用指派函數。

　　　　注：構造函數、拷貝構造函數，帶有構造兩個字，顧名思義，就是在對象聲明或定義時才會使用。

拷貝構造函數與指派函數定義的差別？

　　　　記憶體空間角度：

　　　　　　1）拷貝構造函數的使用，是在建立對象時；當時對象沒有占有記憶體，故不需要釋放記憶體，不重建立立記憶體空間。

　　　　　　2）指派函數的使用，是在對象建立後；當時對象已經占有記憶體，故需要釋放先前記憶體，然後重新擷取記憶體空間。

下面我們來看一個題目：

class String
{
public:
    String(const char *str = NULL); // 普通構造函數    
    String(const String &other);    // 拷貝構造函數
    ~String(void);                    // 析構函數    
    String & operator = (const String &other);    // 指派函數
private:
char *m_data;                    // 用于儲存字元串
};      

各個解析分别完成下上面String類聲明的函數：

1、構造函數    

/* 
　　 1、構造函數在構造對象時使用；
 　　2、傳入參數的判斷；
 　　3、對象的初始化問題。
*/
String::String(const char *str)
{
    if ( NULL == str)
    {
        m_data = new char[1]
        *m_data = '\0';
    }
    else
    {
        int len = strlen(str);
        m_data = new char[len + 1];
        strcpy(m_data,str);
    }
}      

2、拷貝構造函數                                   

/*
 　　1、拷貝構造函數必須在構造對象時使用，即定義對象時；
 　　2、對象初始化問題。
*/
String::String(const String &other)
{
    int len = strlen(other.m_data);
    m_data = new char[len+1];
    strcpy(m_data,other.m_data);
}      

3、指派函數                                       

/*
　　 1、指派函數使用時，對象肯定已經建立；
 　　2、指派前，判斷是否是自我指派；
 　　3、指派前，記憶體空間的準備：
  　　　　 由于指派前，對象已占有一定大小記憶體，但是指派對象所占記憶體大小與
   　　　　對象已占的記憶體大小不一定一緻；
  　　　　 先釋放對象已占的記憶體，然後配置設定心記憶體。
　　 4、正常指派
*/
String & String::operator = (const String &other)
{
    if (&other == this)
    {
        return *this;
    }
    
    delete [] m_data;
    int len = strlen(other.m_data);
    m_data = new char[len+1];
    strcpy(m_data,other.m_data);
    
    return *this;
}      

4、析構函數                                        

/*
 　　資源的釋放
*/
String::~String(void)
{
    delete []m_data;
}