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  • C++-copy constructor、copy-assignment operator、destructor

    本文由@呆代待殆原创,转载请注明出处。

    对于一个类来说,我们把copy constructor、copy-assignment operator、move constructor、move-assignment operator、destructor统称为copy control。

    今天我们先来聊聊其中的copy constructor、copy-assignment operator的destructor这三个。

    copy constructor

    copy constructor:一个constructor如果他的第一个参数是对类的引用,且其他的参数都有缺省值(default values)则,这是一个copy constructor。

    1,第一个参数必须是引用类型,因为当我们把一个object当做参数传递给一个方法的非引用变量的时候会自动调用copy constructor方法,如果copy constructor自身的参数就是非引用类型的话,这个方法就会引起无限递归调用,然后你的程序就boomshakalaka~~。

    2,一般我们会把第一个参数设成const,因为一般情况下不会对其进行修改,除非你另有打算。

    3,因为copy constructor在很多情况下是默认调用的,如以下情况,所以一般不会把copy constructor设成explicit。

    1 std::string s;
    2 std::string s1 = s; //隐式调用了copy constructor
    3 std::string s2 = std::string(s1);//显式调用了copy constructor
    1 class Foo{
    2 public:
    3     Foo(const Foo&);
    4     //...
    5 };

    何时发生copy constructor调用

    为了弄清这个问题我们需要弄清另外一组概念:direct initialization 和copy initialization。

    direct initialization:要求编译器按照一般的方法匹配(function matching)来选择要调用的方法。

    copy initialization:要求编译器将右操作数拷贝到左操作数,有必要的话还会进行类型转换,这个过程会调用copy constructor或者move constructor(本文暂不介绍)。

    1 std::string s1("balabala");                       //direct initialization
    2 std::string s2(10, 'a');                          //direct initialization
    3 std::string s3 = s2;                              //copy initialization
    4 std::string s4 = std::string(s3);                 //copy initialization
    5 std::string s5 = "const char* converts to string";//copy initialization

     copy initialization发生的情况如下:

    1,用=来初始化定义的变量时。

    2,把一个object当做参数传递给一个方法的非引用变量的时。

    3,方法返回一个非引用类型的object时。(返回时会首先生成一个临时object)

    4,用花括号列表初始化一个数组或聚合类(aggregate class)成员时。

    由于编译器带来的误解:

    现在的编译器有时候会自动绕过copy constructor即编译器会把下面这一句话

     std::Book book = "9-9-9-9";//假设Book是一个自定义的类 

    换成下面这个

     std::Book book("9-9-9-9"); 

    请注意在执行上上面两句语言是完全不一样的,第一句会首先调用Book(const char*)构造函数生成一个临时object然后再调用Book(const Book&)把临时object复制给book。而第二句话会直接调用Book(const char*)然后完事儿。如果你想验证他们的区别可以实现Book类并将Book(const Book&)设置成私有方法(防止编译器自动优化),之后你就会发现第一条语句无法执行了。

     

    Copy-assignment operator

    copy-assignment operator:写这个方法就是对=操作符进行重载。

    1,copy-assignment operator的返回值一般是对其左操作数(left-hand operand)的引用,这是为了让object的行为更像内置类型而决定的。

    1 class Foo{
    2 public:
    3     Foo& operator=(const Foo&);
    4     //...
    5 };

    何时发生copy-assignment operator调用

    答案很显然是用到=操作符的时候啊,但是这里要注意的是

    初始化的时候并不会调用copy-assignment operator

    初始化的时候并不会调用copy-assignment operator

    初始化的时候并不会调用copy-assignment operator

    重要的事情说三遍,举例如下

    1 std::string s;
    2 std::string s1 = s;    //对s1进行初始化,调用的是copy constructor
    3 s1 = s;                //对s1进行赋值,调用的是copy-assignment operator

     

     Destructor

    Destructor:destructor有两个部分,function body和destruction part,前者由类的编写者写明需要做的内容,后者是隐式的,不需要程序员关心,在function body执行完后自动执行,会销毁类的非静态数据成员。

    1,因为Destructor没有参数,所以它是不能被重载的

    1 class Foo{
    2 public:
    3     ~Foo();
    4     //...
    5 };

    何时发生Destructor调用

    1,当超出object 的作用域(scope)时。

    2,容器销毁时(container),里面的元素(element)也会跟着调用自身的destructor从而销毁。

    3,人为使用delete的时候。

    4,由某个表达式创建的临时变量在这个表达式执行完后将自动调用destructor从而销毁。

    5,类的成员如果自身有destructor,会在这个类销毁的时候调用自身的destructor。

     

     关于编译器自动提供的版本(Synthesized)

    Synthesized copy constructor:即使我们提供了其他版本的copy constructor,编译器仍然会提供这个版本的copy constructor给我们,它会依次复制非静态成员给被创建的object,对数组也能正常工作,对于class类型会调用它们自己的copy constructor。

    Synthesized copy-assignment operator:行为和Synthesized copy constructor类似,依次把非静态成员复制给左操作数。

    Synthesized destructor:destructor的function body为空。

     

     关于何时我们需要自定义上述的三个方法

    1,当需要destructor时,上述三给方法都是需要的。

    2,当需要copy constructor时,copy-assignment operator也是需要的,反之亦然。

    而当我们需要删除自己动态分配的内存时,就要用到destructor。

    当我们需要进行深度复制时会用到另外两个,比如对指针指向的元素进行复制等等。

     

    关于delete和default的用法

    我们可以用default显示声明我们想要用默认版本的copy control,也可以用delete显示声明我们完全不需要这类方法来达到禁止这个object进行相关的复制和赋值操作。

    1,我们能delete除了destructor以外的所有方法来达到显示告知这个object不能进行相关操作的目的,delete只能写在一次声明出现的地方。

    2,我们能对所有有默认版本的函数用default显示声明我们需要这个默认版本,default可以写在方法声明的地方也可以写在方法定义的地方。

    1 class Foo{
    2 public:
    3     Foo() = default;                     //显式说明使用默认版本
    4     Foo(const Foo&) = delete;            //delete copy constructor
    5     Foo& operator=(const Foo&) = delete; //delete copy-assignment operator
    6     ~Foo() = default;                    //显式说明使用默认版本
    7     void myFuntion() = delete;           //delete自己的方法
    8     //...
    9 };

    参考资料:《C++ primer 英文第五版》

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