c++拷贝、赋值和销毁的简单介绍

13.1拷贝、赋值与销毁

13.1.1拷贝构造函数

当定义一个类时，我们显式或者隐式地指定在此类型的对象的拷贝、赋值、移动、销毁时做什么。一个类通常通过5种特殊的构造函数来控制这些操作，包括：拷贝构造函数(copy constructor)、拷贝赋值运算符(copy assignment operator)，移动构造函数(move constructor)、移动赋值运算符(move assignment operator)、析构函数(destructor)。

拷贝构造函数|移动构造函数：定义了当用同类型的一个对象初始化另一个对象时的操作。

拷贝赋值运算符|移动赋值运算符：定义了当一个同类型的对象赋予另一个对象所定义的操作。

析构函数：定义了当此类型对象销毁时的操作。

#include <string>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Sales_data{public:Sales_data() = default;Sales_data(const Sales_data &);public:Sales_data(int u,double d);Sales_data(const string &);private:string bookno;int units_sold = 0.0;double revenue = 0.0;
};Sales_data::Sales_data(const string &s):bookno(s){
cout << "execute Sales_data(const string &)"<< endl;
}Sales_data::Sales_data(const Sales_data &s):bookno(s.bookno),units_sold(s.units_sold),revenue(s.revenue)
{
cout << "execute copy constructor." << endl;
}Sales_data::Sales_data(int u,double d):units_sold(u),revenue(d)
{
cout << "execute constructor." << endl;
}const Sales_data &test(const Sales_data &s)
{
return s;
}int main()
{
string str = "you are good";Sales_data s;
Sales_data s4 = s;
Sales_data s1(1,2);  //initialize execute constructor
Sales_data s2(s1);   //initialize execute copy constructor
Sales_data s3 = s2;  //initialize execute copy constructor
cout << "s5 is flowing:" << endl;
Sales_data s5 = str;cout << "test0:" << endl;
test(s5);cout << "test1:" << endl;
Sales_data s7[4]{s,s1,s2,s4};cout << "test2" << endl;
vector<Sales_data> v1;
//push_back
cout << "push_back():" << endl;
v1.push_back(s);
cout << "insert :" << endl;
v1.emplace(v1.begin(),s1);
cout << "emplace:"<< endl;
v1.emplace(v1.begin(),string("abc"));
cout << "last one:" << endl'
Sales_data s9 = Sales_data();
Sales_data s10(s9);
return 0;
}

运行结果：

execute copy constructor.
execute constructor.
execute copy constructor.
execute copy constructor.
s5 is flowing:
execute Sales_data(const string &)
test0:
test1:
execute copy constructor.
execute copy constructor.
execute copy constructor.
execute copy constructor.
test2
push_back():
execute copy constructor.
insert :
execute copy constructor.
execute copy constructor.
emplace:
execute Sales_data(const string &)
execute copy constructor.
execute copy constructor.
last one:
execute copy constructor.

下面给一个习题：

对于一个类定义,下列叙述中错误的是
A 如果没有定义拷贝构造函数,编译器将产生一个拷贝构造函数
B 如果没有定义缺省的构造函数,编译器将一定生成一个缺省的构造函数
C 如果没有定义构造函数,编译器将会产生一个缺省的构造函数和一个拷贝构造函数
D 如果已经定义了构造函数和拷贝构造函数,编译器不会生成任何构造函数.
D肯定是对的,A我觉得也没错,C我也觉得没错,那就是B了吗?我试过,编译出错,B就是错误的吧
我查了答案,选B

拷贝初始化和直接初始化：

拷贝构造函数的定义：如果构造函数的第一个参数是自身类类型的引用，且所有其它参数（如果有的话）都有默认值，则此构造函数就是拷贝构造函数。拷贝构造函数在以下几种情况下使用：

1.拷贝初始化（用=定义变量）

2.将一个对象作为实参传递给非引用类型的形参。

3.一个返回类型为非引用类型的函数返回一个对象。

4.用花括号列表初始化一个数组中的元素或者一个聚合类中的成员。

5.初始化标准库容器或调用其insert/push操作时，容器会对元素进行拷贝初始化。

注意，编译器虽然会优化如下代码：

string str = "hello,world!!!";
Sales_data s1 = str;

优化成，

Sales_data s1(str);

但是，必须拷贝构造函数必须可以调用，否则会出错。语法上是一回事，编译器执行是另一回事。具体参考c++ primer 5th 第442页之----编译器可以绕过拷贝构造函数。

13.1.2拷贝赋值运算符

1.什么是拷贝赋值运算符：

拷贝赋值运算符本身是一个重载的赋值运算符，定义为类的成员函数，左侧运算对象绑定到隐含的this参数，而右侧的运算对象是所属类类型的，作为函数的参数，函数返回指向左侧运算对象的引用。特点是：

（1）返回值：指向左侧运算对象的引用

（2）名字：由operator关键字后接一个表示要定义的运算符的符号（=），通常是operator=

（3）参数：表示运算符运算的对象。拷贝赋值运算符接受一个与其所在类相同类型的参数。

（4）定义的操作：类似拷贝构造函数，某些拷贝赋值运算符禁止该类型对象的赋值。如果拷贝构造运算符并非出于此目的，它会将右侧运算对象的每个非static成员赋予左侧运算对象的对应成员。

#include <string>
#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
class Sales_data{public:Sales_data() = default;Sales_data(const string &);Sales_data(const Sales_data &);
//返回类型也可以是const的，那么什么时候该const，什么时候不该？Sales_data& operator=(const Sales_data &);private:string bookno;double revenue = 0.0;unsigned units_sold = 0;
};
Sales_data::Sales_data(const Sales_data &s):
bookno(s.bookno),revenue(s.revenue),units_sold(s.units_sold){
cout << "execute copy contructor." << endl;
}
Sales_data::Sales_data(const string &s):bookno(s){cout << "execute constructor." << endl;}
Sales_data&
Sales_data::operator=(const Sales_data &s){
//必须在函数体内用拷贝完成，不能在函数题和函数参数列表之间采用成员初始化，否则
//会报错：only constructors take member initializers.
bookno = s.bookno;
units_sold = s.units_sold;
revenue = s.revenue;
cout << "execute copy assignment operator." << endl;
return *this;
}
int main()
{
Sales_data s1;
Sales_data s2("This is only a test.");
s1 = s2;return 0;
}

运行结果：

execute constructor.
execute copy assignment operator.

疑问？拷贝赋值运算符返回值可以是本身类类型引用或者const本身类类型的引用。什么时候定义成const的呢？

1.什么时候使用拷贝赋值运算符？答：当对类对象进行赋值时，会使用拷贝赋值运算符。

2.合成拷贝赋值运算符完成什么工作？答：通常情况下，合成拷贝赋值运算符会把右侧对象的所有非static成员逐个赋予左侧对象的对应成员，这些赋值操作是由成员类型的拷贝赋值运算符来完成的。某些拷贝赋值运算符会起到禁止该类型对象赋值的效果。

3.什么时候编译器会生成合成拷贝赋值运算符？答：当一个类未定义自己的拷贝赋值运算符，那么编译器会自动生成一个拷贝赋值运算符。

13.1.3析构函数

1.析构函数的作用：析构函数和构造函数执行相反的操作，构造函数初始化对象的非static数据成员，还可能做一些其它工作；析构函数释放对象所使用的资源，并销毁对象的非static数据成员。

2.析构函数的定义：

析构函数是类的一个成员函数，由波浪号接类名构成。它没有返回值，也不接受参数。所以，析构函数不能被重载。对于一个类，只有唯一的析构函数。

class Sales_data{
public:....
~Sales_data(){}   //析构函数
private:...
};

3.组成：由一个函数体和一个析构部分；构造函数由一个初始化部分和一个函数题构成。

4.析构函数执行过程：首先执行函数体，然后销毁成员。成员按照初始化顺序的逆序销毁。

5.处理内置指针：隠式销毁一个内置指针类型的成员不会delete它所指向的成员。

6.智能指针：与普通指针不同，智能指针是类类型，所以具有析构函数，因此，与普通指针不同，智能指针的成员在析构阶段会被自动销毁。

7.何时调用析构函数：

（1）变量在离开作用域时被销毁。

（2）当一个对象被销毁时，其成员被销毁。

（3）容器（无论是标准库容器还是数组）被销毁时，其元素被销毁。

（4）对于动态分配的对象，当对指向它的指针调用delete运算符时被销毁。

（5）对于临时对象，当创建它的完整表达式结束时被销毁。

注意：

1.隐式销毁一个内置指针类型的成员不会delete它所指向的对象。（只有显式delete才调用该对象的析构函数，这和内置的其它类型或者智能指针不一样）

2.当指向一个对象的引用或者指针离开作用域时，析构函数不会执行。

（只有显式地调用delete时，才调用该对象的类类型的析构函数）

3.析构函数体自身并不销毁成员。成员是在析构函数体之后隐含的析构阶段中被销毁的。在整个对象销毁的过程中，析构函数体是作为成员销毁步骤之外的另一部分而进行的。

c++ primer 5th 13.1.3节习题

练习13.9.

答：析构函数就是波浪号加类名构成的类的成员函数，不接受参数也没有返回值。完成的工作和构造函数相反，构造函数初始化类的非static数据成员。析构函数销毁类的非static数据成员，释放类使用的资源。当用户未定义析构函数时，编译器会生成合成析构函数。

习题13.10

答：当StrBlob对象销毁时，执行完析构函数的空函数体之后，会进行隐含的析构阶段，销毁非静态数据成员data，这会调用shared_ptr的析构函数，会递减data的引用计数，如果data的引用计数变为0，那么释放data所指向的vector对象的内存。

对StrBlobPtr对象，合成析构函数在隐含的析构阶段会销毁数据成员wptr和curr，销毁wptr会调用weak_ptr的析构函数，引用计数不变，而curr是内置类型，销毁它不会有特殊动作。

习题13.11

class HasPtr{public:HasPtr(const string &s = string()):ps(new string(s)),i(0){}~HasPtr(){delete ps;}private:string *ps;int i;
};

函数体内，放delete语句。

习题13.12

这段代码会发生三次析构函数的调用：

　 (1)函数结束时，局部变量item1的生命期结束，被销毁，Sales_data的析构函数被调用。

（2）函数结束时，item2在函数结束时被销毁，Sales_data的析构函数被调用。

(3)函数结束时，参数accum的生命期结束，被销毁，Sales_data的析构函数被调用。

在函数结束时，trans的生命期也结束了，但它是Sales_data的指针，并不是指向它的Sales_data对象的生命期结束（只有delete指针时，指向的动态对象的生命期才结束），所以不会引起析构函数的调用。

习题13.13

#include <string>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>
using namespace std;
class X{public:X(){cout << "X()" << endl;}X(const X&a):num(a.num),bookno(a.bookno){cout << "X(const X&)" << endl;}X(int i,const string &s):num(i),bookno(s){cout << "X(int i,const string &s)" << endl;}X(int i):bookno(string()){cout << "X(int i)" << endl;}~X(){cout << "~X()" << endl;}X& operator=(const X&a){num = a.num;bookno = a.bookno;cout << "X& operator=(const X&)" << endl;return *this;}private:int num = 0;string  bookno;};const X & test1(const X & a)
{
return a;
}
X test2(const X a,const X b)
{return a;
}int main()
{
//默认初始化，调用默认构造函数
X a;
//调用构造函数
X b(2,"hello,world");
//调用拷贝构造函数
X c(b);
//调用拷贝构造函数,用c给d拷贝
X d = c;
//调用拷贝构造函数和构造函数，具体过程中可能略过拷贝构造函数
X e = 1234;
//调用拷贝赋值运算符
e = c;
//调用函数,参数和反语i类型都是引用
cout << "call function test1:" << endl;
//结果执行一次拷贝赋值运算符，函数参数是引用，不执行拷贝构造函数
c = test1(e);
cout << endl << endl;cout << "call function test2:" << endl;
//执行2次拷贝构造函数，因为函数2个参数都是非引用的，然后执行
c = test2(e,d);//定义一个vector
vector<X> xvec;
cout << "vec 's push_back:" <<  endl;
xvec.push_back(a);
cout << "xvec insert:" << endl;
xvec.insert(xvec.begin(),c);cout << "execute: X *p = new X" << endl;
X *p = new X();
delete p;
cout << "this is the end.." << endl; return 0;}

运行结果：

X()
X(int i,const string &s)
X(const X&)
X(const X&)
X(int i)
X& operator=(const X&)

参考教程：c++ primer 第五版 2021.6.24日晚上

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