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  • 副本构造器

      地球人都知道,我们可以把一个对象赋值给一个类型与之相同的变量。
      编译器将生成必要的代码把“源“对象各属性的值分gl别赋值给“目标“对象的对应成员。这种赋值行为称之为蚕位复制(bitwise coyp)。w这种行为在绝大多数场合都没有问题,但如果某些成员变量是指针的话,问题就来了:对象成员进行还位复制的结果是你将拥有两个一摸一样的实例。 

      于是乎,当删除其中一个对象时,它包含的指针也将被删除,但万一此时另一个副本(对象)还在引用这个指针,就会出问题!
      这时候你可能会说"如果我在第二个副本同时也删除指针,不就行了吗?"好滴,我们姑且认为这样做逻辑上没有问题。但从实际上情况看是不可能的。因为你想啊,我们的CPU本身就是还条指会执行的,那么就总会有个先慢顺序。当试图第二次释放同一块内存,就肯定会导致程序奔溃。

     那么怎样才能解决这个问题呢?
      在遇到问题的时候,人总是会想要是当初怎怎怎,现在就能咋咋咋器紫。。。。。这听起来像是在后梅说的话,但对于编程来说,绝对是有后海药的!要是程序员在当初进行对象“复制“时能够精确地表明应该复制些什么和如何赋值,那就理想了。C++语言的发明者早就预料到这个问题,并提出了一个解决方案,虽然方案有点曲折复杂,但是你不用担心。

      分析下面几行代码:

    MyClass obj1;
    MyClass obj2;
    obj2=obj1;
    

      前两行代码很简明,它们创建出了两个MyClass类的实例obj1和obj2。第三行代码把obj1的值赋直给了obj2,这里就可能会埋下祸根!那么,怎样才能截获这个赋值操作并告诉它应该如何处理那些指针呢?重载赋值操作符,答案是对操作符进行重载!没错,提供重载机制,事实上就是提供给我们后梅药!

      我们知道几乎所有的C++操作符都可以重载,而赋直操作符“=“怡好是“几乎所有“中的一个。
      我们将重载“=“操作符(赋值操作符),在其中对指针进行处理:

    MyClass &operator = (const MyClass &rhs); 

      上边的语句告诉我们这个方法所预期的输入参数应该是一个MyClass类型的、不可改变的引用。

      因为这里使用的参数是一个引用,所以编译器在传递输入参数时就不会再为它创建另外一个副本(否则可能导致无限递归)。又因为这里只需要读取这个输入参数,而不用改变它的值,所以我们用const把那个引用声明为一个常量确保万无一失。
      返回一个引用,该引用指向一个MyClass类的对象。如果看过我们待会实现的源码,可能会发觉这个没有必要。但是,这样确实是一个好习惯!另外的好处是方便我们把一组赋值语句串联起来,如:a=b=c;  

      我们来研读一下代码:Example01.cpp。

    #include <iostream>
    #include<string>
    
    class MyClass
    {
    	public:
    		MyClass(int *p);
    		~MyClass();
    		
    		MyClass &operator = (const MyClass &rhs);//重载赋值号操作 
    		void print();
    	private:
    		int *ptr;
    } ;
    
    MyClass::MyClass(int *p)
    {
    	ptr = p;
    }
    
    MyClass::~MyClass()
    {
    	delete ptr;
    }
    
    MyClass &MyClass::operator=(const MyClass &rhs)
    {
    	if(this != &rhs)
    	{
    		delete ptr;
    		
    		ptr = new int;
    		*ptr = *rhs.ptr; 
    	}
    	else
    	{
    		std::cout<<"赋值号两边为同个对象,不做处理!
    ";//obj1 = obj1;
    	}
    	
    	return *this;
    }
    
    void MyClass::print()
    {
    	std::cout << *ptr << std::endl;
    }
    
     int main()
     {
     	MyClass obj1(new int(1));
     	MyClass obj2(new int(2));
    	
    	obj1.print();
    	obj2.print();
    	
    	obj2 = obj1;
    	
    	obj1.print();
    	obj2.print();
    	
    	return 0;
     }
     /*运行结果
    1
    2
    1
    1
    */

      只对赋值操作等进行重载还不能完美地解决问题,正如刚才所说的,C++的发明者把解决方案弄得有点儿复杂。改写下测试代码:

    MyClass obj1;
    MyClass obj2 = obj1;

      这与刚才那三行的区别很细散,刚才是先创建两个对象,然后再把obj1赋值给obj2。
      现在是先创建一个实例obj1,然后再创建实例obj2的同时用obi1的值对它进行初始化。
      虽然看起来好像一样,但编译器却生成完全不同的代码:编译器将在MyClass类里寻找一个副本构浩器(copy constructor),如果找不到,它会自行创建一个。
      即时我们对赋值操作符进行了重载,由编译器创建的副本构造器仍以“添位复制“方式把obi1赋值给obi2。

      换句话说,如果遇到上面这样的代码,即时已经在这个类里重载了赋值操作符,暗藏着隐患的“逐位复制"行为还是会发生。想要躲开这个隐患,还需要亲自定义一个副本构浩器,而不是让系统帮我们生成。

    MyClass(const MyClass&rhs)
    

      这个构浩器需要一个固定不变(const)的MyClass类型的引用作为输入参数,就像赋值操作符那样。因为他是一个构造器,所以不需要返回类型,还记得吗?

      修改后:Example02.cpp

    #include <iostream>
    #include<string>
    
    class MyClass
    {
    	public:
    		MyClass(int *p);
    		MyClass(const MyClass &rhs);
    		~MyClass();
    		
    		MyClass &operator = (const MyClass &rhs);//重载赋值号操作 
    		void print();
    	private:
    		int *ptr;
    } ;
    
    MyClass::MyClass(int *p)
    {
    	std::cout<<"进入主构造器
    ";
    	ptr = p;
    	std::cout<<"离开主构造器
    ";
    }
    
    MyClass::MyClass(const MyClass &rhs)
    {
    	std::cout<<"进入副本构造器
    ";
    	*this = rhs;
    	std::cout<<"离开副本主构造器
    ";
    }
    
    MyClass::~MyClass()
    {
    	std::cout<<"进入析构器
    ";
    	delete ptr;
    	std::cout<<"离开析构器
    ";
    }
    
    MyClass &MyClass::operator=(const MyClass &rhs)
    {
    	std::cout<<"进入赋值语句重载
    "; 
    	if(this != &rhs)
    	{
    		delete ptr;
    		
    		ptr = new int;
    		*ptr = *rhs.ptr; 
    	}
    	else
    	{
    		std::cout<<"赋值号两边为同个对象,不做处理!
    ";//obj1 = obj1;
    	}
    	
    	std::cout<<"离开赋值语句重载
    ";
    	
    	return *this;
    }
    
    void MyClass::print()
    {
    	std::cout << *ptr << std::endl;
    }
    
     int main()
     {
     	MyClass obj1(new int(1));//new int(1):声明一个整型空间,里边的值存放1 
     	MyClass obj2(new int(2));//new int(2):声明一个整型空间,里边的值存放2 
    	obj2 = obj1;
    	obj1.print();
    	obj2.print();
    	
    	std::cout<<"---------------------------
    "; 
    	
    	MyClass obj3(new int(3));
     	MyClass obj4 = obj3;
    	obj3.print();
    	obj4.print();
    	
    	std::cout<<"---------------------------
    "; 
    	
    	MyClass obj5(new int(5));
     	obj5 = obj5;
    	obj5.print();
    	
    	return 0;
     }
     
     
    

      运行结果:

    进入主构造器
    离开主构造器
    进入主构造器
    离开主构造器
    进入赋值语句重载
    离开赋值语句重载
    1
    1
    ---------------------------
    进入主构造器
    离开主构造器
    进入副本构造器
    进入赋值语句重载
    离开赋值语句重载
    离开副本主构造器
    3
    3
    ---------------------------
    进入主构造器
    离开主构造器
    进入赋值语句重载
    赋值号两边为同个对象,不做处理!
    离开赋值语句重载
    5
    进入析构器
    离开析构器
    进入析构器
    离开析构器
    进入析构器
    离开析构器
    进入析构器
    离开析构器
    进入析构器
    离开析构器
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