C++中需要创建拷贝构造函数吗？
做过C++开发的程序员，很多都觉得不创建拷贝构造函数，似乎也能得到想要的结果。甚至还有人觉得不创建构造函数也可以，当然这是很新很新的新手了。呵呵。
二年前，我也遇到过这个困惑，是不是要显示的创建一个拷贝构造函数。最后还是实践帮我走了迷茫。为了能帮更多的朋友走出困惑，我对自己的理解做了一个总结，虽不够全面，但在某种程度上还是能理解一些问题的。
故事描述：现在流行的数码相机代替了传统的胶片相机。数码相机使用了感光元器件，我可以不再使用传统胶片，依然可以成像。基于不同技术，感光元器件（没有查到感光元器件的正确英文单词，暂时使用Photoreceptor代替）分为两种，一种是CMOS，一种是CCD。
代码如下：
class CMOS
{
public:
CMOS()
{
len = Coefficient * 35.8;
width = Coefficient * 23.9;
printf("%s/n", "Create a CMOS");
}
CMOS(float Coef)
{
Coefficient = Coef;
len = Coefficient * 35.8;
width = Coefficient * 23.9;
m_pCompany = new char[6];
strcpy(m_pCompany, "Canon");
}
~CMOS()
{
delete m_pCompany;
printf("%s/n", "Destroy a CMOS");
}
public:
void Paint()
{
printf("%s", "Create a picture by CMOS.");
}
void PrintSize()
{
printf("%s%f/n%s%f/n", "CMOS Length Size:", len, "CMOS Width Size:", width);
}
void PrintCompany()
{
printf("%s%s/n", "Company:", m_pCompany);
}
public:
float len;
float width;
float Coefficient;
char *m_pCompany;
};
在没有显示定义拷贝构造函数的前提下，测试一下是否可以完成用一个Class Object来初始化另一个Class Object。
void main()
{
CMOS cmos(1.0);
cmos.PrintSize();
cmos.PrintAddress();
cmos.PrintCompany();
CMOS other = coms;
other.PrintSize();
other.PrintAddress();
other.PrintCompany();
}
输出结果：
CMOS Length Size:35.80000
CMOS Width Size:23.900000
Address of len:0x12ff64 Address of width:0X12ff68
Address of m_pCompany:0x430070
Company:Canon
CMOS Length Size:35.80000
CMOS Width Size:23.900000
Address of len:0x12ff50 Address of width:0X12ff54
Address of m_pCompany:0x430070
Company:Canon
通过输出结果可以看出，虽然并没有显示的定义构造函数，但得到了期待的结果。此外，也会发现指针成员并没有被拷贝一份，而是两个类对象同时指向了同一个地址。这会不会因为作用域的问题，而引发程序异常呢？接下来再做一个实验。
添加一个函数。
void Fun(CMOS &pram)
{
CMOS temp(1.5);
printf("%s/n", "----Print a infomation of temp object----");
temp.PrintSize();
temp.PrintAddress();
temp.PrintCompany();
pram = temp;
}
修改main函数
void main()
{
printf("%s/n", "----Print a infomation of frist object----");
CMOS cmos(1.0);
cmos.PrintSize();
cmos.PrintAddress();
cmos.PrintCompany();
printf("%s/n", "----Print a infomation of copy object----");
CMOS other(cmos);
other.PrintSize();
other.PrintAddress();
other.PrintCompany();
Fun(cmos);
printf("%s/n", "----Print a infomation of frist object again----");
cmos.PrintSize();
cmos.PrintAddress();
cmos.PrintCompany();
printf("%s/n", "----Print a infomation of copy object again----");
other.PrintSize();
other.PrintAddress();
other.PrintCompany();
}
输出结果：
----Print a infomation of frist object----
CMOS Length Size:35.80000
CMOS Width Size:23.900000
Address of len:0x12ff64 Address of width:0X12ff68
Address of m_pCompany:0x431d80
Company:Canon
----Print a infomation of copy object----
CMOS Length Size:35.80000
CMOS Width Size:23.900000
Address of len:0x12ff50 Address of width:0X12ff54
Address of m_pCompany:0x431d80
Company:Canon
----Print a infomation of temp object----
CMOS Length Size:53.700001
CMOS Width Size:35.849998
Address of len:0x12fed4 Address of width:0X12fed8
Address of m_pCompany:0x431d40
Company:Canon
Destroy a CMOS
----Print a infomation of frist object again----
CMOS Length Size:53.700001
CMOS Width Size:35.849998
Address of len:0x12ff64 Address of width:0X12ff68
Address of m_pCompany:0x431d40
Company:Canon
----Print a infomation of copy object again----
CMOS Length Size:35.80000
CMOS Width Size:23.900000
Address of len:0x12ff50 Address of width:0X12ff54
Address of m_pCompany:0x431d80
Company:Canon
通过这次输出的结果，可以完全放心了。
接下来，我们再测试一下Class Object中含有member Class Object的情况。修改代码如下：
class Information
{
public:
Information()
{
len = 35.8;
width = 23.9;
m_pCompany = new char[6];
strcpy(m_pCompany, "Canon");
}
~Information()
{
delete m_pCompany;
}
public:
void PrintSize()
{
printf("%s%f/n%s%f/n", "CMOS Length Size:", len, "CMOS Width Size:", width);
}
void PrintAddress()
{
printf("%s%x %s%x/n%s%x/n","Address of len:0x", &len, "Address of width:0X", &width, "Address of m_pCompany:0x", m_pCompany);
}
void PrintCompany()
{
printf("%s%s/n/n", "Company:", m_pCompany);
}
public:
float len;
float width;
char *m_pCompany;
};
class CMOS
{
public:
CMOS()
{
printf("%s/n", "Create a CMOS");
}
~CMOS()
{
printf("%s/n", "Destroy a CMOS");
}
public:
void Paint()
{
printf("%s", "Create a picture by CMOS.");
}
void PrintSize()
{
m_Info.PrintSize();
}
void PrintAddress()
{
m_Info.PrintAddress();
}
void PrintCompany()
{
m_Info.PrintCompany();
}
private:
Information m_Info;
};
void main()
{
CMOS cmos;
cmos.PrintSize();
cmos.PrintAddress();
cmos.PrintCompany();
CMOS other(cmos);
other.PrintSize();
other.PrintAddress();
other.PrintCompany();
}
输出结果：
CMOS Length Size:35.80000
CMOS Width Size:23.900000
Address of len:0x12ff68 Address of width:0x12ff6c
Address of m_pCompany:0x431d80
Company:Canon
CMOS Length Size:35.80000
CMOS Width Size:23.900000
Address of len:0x12ff5c Address of width:0X12ff60
Address of m_pCompany:0x431d80
Company:Canon
这个结果也是另我们满意的，那样是不是说编译器在后台为我们自动生成了一个拷贝构造函数呢？经过参阅资料后得知，其实编译器在上述两种情况并没有合成出来拷贝构造函数，而是采用内存拷贝的方式进行初始化的。
上述包含member Class Object的例子中我们并没有显示的定义拷贝构造函数，接下来我们进行显示的定义然后看看程序会怎么样执行。
Information(const Information &Info)
{
len = Info.len;
width = Info.width;
m_pCompany = new char[6];
strcpy(m_pCompany, Info.m_pCompany);
}
这次查看程序执行堆栈，结果如下：
Information::Information(const Information & {...}) line 104
CMOS::CMOS(const CMOS & {...}) + 41 bytes
main() line 258 + 12 bytes
可以看出，再调用Information类中拷贝构造函数的之前，在CMOS类中合成出了一个拷贝构造函数。
到这里，先作一个小结。
前提条件：
1、 参与的类中不涉及Base Class。
2、 参与的类中不涉及虚函数。
3、 直接参与类中没有显示的拷贝构造函数。
结论：
1、参与的类中不包含member Class Object，边编译器使用内存拷贝的方式完成由一个Class Object初始化另一个Class Object。
2、参与的类中包含member Class Object，但是该member Class Object没有显示的拷贝构造函数。边编译器使用内存拷贝的方式完成由一个Class Object初始化另一个Class Object。
3、参与的类中包含member Class Object，该member Class Object有显示的拷贝构造函数。边编译器会为直接参与类合成出一个拷贝构造函数，完成由一个Class Object初始化另一个Class Object。
下面为CMOS Object创建一个Base Class。
class Photoreceptor
{
public:
Photoreceptor()
{
printf("%s/n", "Create a Photoreceptor");
}
virtual ~Photoreceptor()
{
printf("%s/n", "Destroy a Photoreceptor");
}
public:
virtual void Paint()
{
printf("%s/n", "Create a picture by Photoreceptor.");
}
};
class CMOS : public Photoreceptor
{
public:
CMOS()
{
printf("%s/n", "Create a CMOS");
}
~CMOS()
{
printf("%s/n", "Destroy a CMOS");
}
public:
void Paint()
{
printf("%s/n", "Create a picture by CMOS.");
}
}；
void main()
{
CMOS cmos;
Photoreceptor ph = cmos;
cmos.Paint();
ph.Paint();
}
输出结果：
Create a Photoreceptor
Create a CMOS
Create a picture by CMOS.
Create a picture by Photoreceptor.
通过输出结果可以发现，这里并没有把cmos对象的虚指针拷贝给ph对象。这需要引起注意。
那么，我们是不是要为每个类都要创建拷贝构造函数呢？如果类没有Base Class，也没有虚函数，并且只是基础类型的成员变量，这样就不用再构建出来拷贝构造函数了，编译器会出色的完成拷贝任务。