构造函数与析构函数的重载及浅拷贝和深拷贝

xiaoxiao2021-02-28  58

        构造函数可以重载,析构函数不可以重载。

        因为构造函数可以有多个且可以带参数,析构函数只有一个且不能带参数。

转自:http://blog.csdn.net/feitianxuxue/article/details/9275979#comments

对深拷贝与浅拷贝的再次理解

       记得11年底找工作的时候,面试时曾经遇到有面试官问的对深拷贝与浅拷贝的理解,那时候自己回来查了资料,写了篇博客,感觉自己理解了,其实理解的不深刻,最近在调试bug的时候,再次遇到深拷贝与浅拷贝,认真分析了,写写自己的心得吧。

       先说下自己的理解吧,浅拷贝,即在定义一个类A,使用类似A obj;  A obj1(obj);或者A obj1 = obj; 时候,由于没有自定义拷贝构造函数,C++编译器自动会产生一个默认的拷贝构造函数。这个默认的拷贝构造函数采用的是“位拷贝”(浅拷贝),而非“值拷贝”(深拷贝)的方式,如果类中含有指针变量,默认的拷贝构造函数必定出错

       用一句简单的话来说就是浅拷贝,只是对指针的拷贝,拷贝后两个指针指向同一个内存空间,深拷贝不但对指针进行拷贝,而且对指针指向的内容进行拷贝,经深拷贝后的指针是指向两个不同地址的指针。

 

       浅拷贝会出现什么问题呢?

假如有一个成员变量的指针,char *m_data;

其一,浅拷贝只是拷贝了指针,使得两个指针指向同一个地址,这样在对象块结束,调用函数析构的时,会造成同一份资源析构2次,即delete同一块内存2次,造成程序崩溃。

其二,浅拷贝使得obj.m_dataobj1.m_data指向同一块内存,任何一方的变动都会影响到另一方。

其三,在释放内存的时候,会造成obj1.m_data原有的内存没有被释放(这句话,刚开始我不太理解,如果没有走自定义的拷贝构造函数,申请内存空间,A obj1(obj);也不走默认构造函数,走的是默认的拷贝构造函数,何来分配空间一说,更不会造成obj1.m_data原有的内存没有被释放,这里刚开始我一直有疑问),造成内存泄露。

       事实是这样的,当delete obj.m_data, obj.m_data内存被释放后,由于之前obj.m_dataobj1.m_data指向的是同一个内存空间,obj1.m_data所指的空间不能在被利用了,delete obj1.m_data也不会成功,一致已经无法操作该空间,所以导致内存泄露。

       深拷贝采用了在堆内存中申请新的空间来存储数据,这样每个可以避免指针悬挂。

       下面来看看类string的拷贝构造函数

[cpp]  view plain  copy   class String     {         public:             String(const String &other);    //拷贝构造函数         private:             char *m_data;   //用于保存字符串     };            String(const String &other)     {            int length = strlen(other.m_data);         m_data = new char[length + 1];         strcpy(m_data, other.m_data);   }   

       可以看到在拷贝构造函数中为成员变量申请了新的内存空间,这就使得两个对象的成员变量不指向同一个内存空间,除非你的确需要这样做,用于实现一些其他的用途。

       浅拷贝:也就是在对象复制时,只是对对象中的数据成员进行简单的赋值,如果对象中存在动态成员,即指针,浅拷贝就会出现问题,下面代码:

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>      class A   {       public:           A()      // 构造函数,p指向堆中分配的一空间           {               m_data = new char(100);               printf("默认构造函数\n");           }           ~A()     // 析构函数,释放动态分配的空间           {               if(m_data != NULL)               {                   delete m_data;                   m_data = NULL;                   printf("析构函数\n");               }           }       private:           char *m_data;     // 一指针成员   };      int main()   {       A a;       A b(a);   // 复制对象       return 0;   }  

运行结果:

*** glibc detected *** ./simple: double free or corruption (fasttop): 0x000000000c62a010 ***

分析:由于没有拷贝构造函数,走编译器默认的拷贝构造函数,A b(a); 进行对象析构时,会造成释放同一内存空间2次,导致内存泄露。

 

       深拷贝:对于深拷贝,针对成员变量存在指针的情况,不仅仅是简单的指针赋值,而是重新分配内存空间,如下:

[cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <string>      class A   {       public:           A()      // 构造函数,p指向堆中分配的一空间           {               m_pdata = new char(100);               printf("默认构造函数\n");           }              A(const A& r)           {               m_pdata = new char(100);    // 为新对象重新动态分配空间               memcpy(m_pdata, r.m_pdata, strlen(r.m_pdata));               printf("copy构造函数\n");           }              ~A()     // 析构函数,释放动态分配的空间           {               if(m_pdata != NULL)               {                   delete m_pdata;                   printf("析构函数\n");               }           }          private:           char *m_pdata;     // 一指针成员   };      int main()   {       A a;       A b(a);   // 复制对象       return 0;   }  

 

    下面是我在具体的应用中使用深拷贝的情况,现在把这个demo贴出来:

[cpp]  view plain  copy #include <iostream>   #include <errno.h>   #include <vector>   #include <stdio.h>      using namespace std;      /*存储记录信息的结构体*/   typedef struct _RECODER_VALUE_STRU   {           int Id;           int Age;   }RECODER_VALUE_STRU;      class recorder   {           public:                   recorder()                   {                           m_stru_RecValue.Id = -1;                           m_stru_RecValue.Age = -1;                           m_pRecValue = &m_stru_RecValue;                              m_paddr = new char[100];                           memset(m_paddr,0x00 ,100);                              printf("默认 construct recorder->&m_stru_RecValue: %x,\t m_pRecValue: %x\t m_paddr: %x\n", &m_stru_RecValue, m_pRecVa   lue, m_paddr);                   }                      //拷贝构造函数   /*              recorder(const recorder &recorder)                  {                          m_stru_RecValue.Id = -1;                                 m_stru_RecValue.Age = -1;                          m_stru_RecValue = recorder.m_stru_RecValue;                          m_pRecValue = &m_stru_RecValue;                            m_paddr = new char[100];                          memset(m_paddr, 0x00 ,100);                          memcpy(m_paddr, recorder.m_paddr, strlen(recorder.m_paddr));                            printf("拷贝 construct recorder->&m_stru_RecValue: %x\t m_pRecValue: %x\t m_paddr: %x\n",&m_stru_RecValue, m_pRecValu  e, m_paddr);                  }  */                   //构造函数                   recorder(int iId, int iAge)                   {                           m_stru_RecValue.Id = iId;                           m_stru_RecValue.Age = iAge;                           m_pRecValue = &m_stru_RecValue;                              m_paddr = new char[100];                           memset(m_paddr, 0x00 ,100);                           memcpy(m_paddr, &iAge, sizeof(int));                              printf("construct recorder->&m_stru_RecValue: %x \t m_pRecValue: %x\t m_paddr: %x\n", &m_stru_RecValue, m_pRecValue,   m_paddr);                   }                      ~recorder()                   {                   //      cout<<"recorder 析构"<<endl;                           /*if(m_paddr != NULL)                          {                                  delete m_paddr;                                  m_paddr =NULL;                          }*/                   }              public:                   RECODER_VALUE_STRU m_stru_RecValue;//存储记录信息的结构体                    void* m_pRecValue;//每条记录的值                   char *m_paddr;   };      int main()   {           cout <<"测试默认构造函数"<<endl<<endl;           recorder btest;           recorder btest1(btest);              printf("非参:btest ->&m_stru_RecValue: %x\t addr: %x\t m_paddr: %x\n",  &btest.m_stru_RecValue, btest.m_pRecValue,  btest.m_paddr);           printf("非参:btest1->&m_stru_RecValue: %x\t addr: %x\t m_paddr: %x\n", &btest1.m_stru_RecValue, btest1.m_pRecValue, btest1.m_paddr);                 cout << endl<<"测试带参数的构造函数"<<endl<<endl;                 recorder btest2(1, 100);           recorder btest3(btest2);           printf("带参:btest2->m_stru_RecValue: %x\t m_pRecValue: %x\t, m_paddr: %x\n", &btest2.m_stru_RecValue, btest2.m_pRecValue, btest2.m_   paddr);           printf("带参:btest3->m_stru_RecValue: %x\t m_pRecValue: %x\t, m_paddr: %x\n", &btest3.m_stru_RecValue, btest3.m_pRecValue, btest3.m_   paddr);                 return 0;   }  

对比结果:

注释掉自定义拷贝构造函数,运行结果:

测试默认构造函数

默认 construct recorder->&m_stru_RecValue: ddbb8de0,     m_pRecValue: ddbb8de0   m_paddr: 1b8a0010

非参:btest ->&m_stru_RecValue: ddbb8de0         addr: ddbb8de0  m_paddr: 1b8a0010

非参:btest1->&m_stru_RecValue: ddbb8dc0         addr: ddbb8de0  m_paddr: 1b8a0010

测试带参数的构造函数

construct recorder->&m_stru_RecValue: ddbb8da0   m_pRecValue: ddbb8da0   m_paddr: 1b8a0080

带参:btest2->m_stru_RecValue: ddbb8da0  m_pRecValue: ddbb8da0  , m_paddr: 1b8a0080

带参:btest3->m_stru_RecValue: ddbb8d80  m_pRecValue: ddbb8da0  , m_paddr: 1b8a0080

默认拷贝构造函数结果分析:

通过结果可以看出,当成员变量为指针变量的时候,指针成员变量指向的地址都是同一个地址,无论是申请空间的成员变量m_pRecValue,和仅仅作为指针赋值的成员变量m_paddr;结构体的地址是变化的,除了指针浅拷贝与深拷贝没什么区别。

打开自定义拷贝构造函数,运行结果:

测试默认构造函数

默认 construct recorder->&m_stru_RecValue: 58bb9e20,     m_pRecValue: 58bb9e20   m_paddr: 7a2c010

拷贝 construct recorder->&m_stru_RecValue: 58bb9e00      m_pRecValue: 58bb9e00   m_paddr: 7a2c080

非参:btest ->&m_stru_RecValue: 58bb9e20         addr: 58bb9e20  m_paddr: 7a2c010

非参:btest1->&m_stru_RecValue: 58bb9e00         addr: 58bb9e00  m_paddr: 7a2c080

测试带参数的构造函数

construct recorder->&m_stru_RecValue: 58bb9de0   m_pRecValue: 58bb9de0   m_paddr: 7a2c0f0

拷贝 construct recorder->&m_stru_RecValue: 58bb9dc0      m_pRecValue: 58bb9dc0   m_paddr: 7a2c160

带参:btest2->m_stru_RecValue: 58bb9de0  m_pRecValue: 58bb9de0  , m_paddr: 7a2c0f0

带参:btest3->m_stru_RecValue: 58bb9dc0  m_pRecValue: 58bb9dc0  , m_paddr: 7a2c160

自定义深拷贝构造函数结果分析:

从结果可以看出,所有成员变量的地址都不相同。

其他:

1. 有时候为了防止默认拷贝发生,可以声明一个私有的拷贝构造函数(不用写代码),这样的话,如果试图调用  b(a); 就调用了私有的拷贝构造函数,编译器会报错,这也是一种偷懒的做法。

2.  一个类中可以存在多个拷贝构造函数,例如:

[cpp]  view plain  copy Calss A   {   Public:   X(const X&);//const拷贝构造   X(X &);//非const拷贝构造   X(X& , int  iData);   }  
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