C++中使用复制构造函数确保深复制

C++中使用复制构造函数确保深复制

复制构造函数是一个重载的构造函数，由编写类的程序员提供。每当对象被复制时，编译器都将调用复制构造函数。
为 MyString 类声明复制构造函数的语法如下：

class MyString
{
    MyString(const MyString& copySource); // copy constructor
};

MyString::MyString(const MyString& copySource)
{
    // Copy constructor implementation code
}

复制构造函数接受一个以引用方式传入的当前类的对象作为参数。这个参数是源对象的别名，您使用它来编写自定义的复制代码，确保对所有缓冲区进行深复制，如以下示例程序所示：

#include 
#include 
using namespace std;

class MyString
{
private:
   char* buffer;

public:
   MyString() {}
   MyString(const char* initString) // constructor
   {
      buffer = NULL;
      cout << "Default constructor: creating new MyString" << endl;
      if(initString != NULL)
      {
         buffer = new char [strlen(initString) + 1];
         strcpy(buffer, initString);

         cout << "buffer points to: 0x" << hex;
         cout << (unsigned int*)buffer << endl;
      }
   }

   MyString(const MyString& copySource) // Copy constructor
   {
      buffer = NULL;
     cout << "Copy constructor: copying from MyString" << endl;
      if(copySource.buffer != NULL)
      {
         // allocate own buffer 
         buffer = new char [strlen(copySource.buffer) + 1];

         // deep copy from the source into local buffer
         strcpy(buffer, copySource.buffer);

         cout << "buffer points to: 0x" << hex;
         cout << (unsigned int*)buffer << endl;
      }
   }

   MyString operator+ (const MyString& addThis) 
   {
      MyString newString;

      if (addThis.buffer != NULL)
      {
         newString.buffer = new char[GetLength() + strlen(addThis.buffer) + 1];
         strcpy(newString.buffer, buffer);
         strcat(newString.buffer, addThis.buffer);
      }

      return newString;
   }

   // Destructor
   ~MyString()
   {
      cout << "Invoking destructor, clearing up" << endl;
      delete [] buffer;
   }

   int GetLength() 
   { return strlen(buffer); }

   const char* GetString()
   { return buffer; }
};

void UseMyString(MyString str)
{
   cout << "String buffer in MyString is " << str.GetLength();
   cout << " characters long" << endl;

   cout << "buffer contains: " << str.GetString() << endl;
   return;
}

int main()
{
   MyString sayHello("Hello from String Class");
   UseMyString(sayHello);

   return 0;
}

输出：

Default constructor: creating new MyString
buffer points to: 0x01232D90
Copy constructor: copying from MyString
buffer points to: 0x01232DD8
String buffer in MyString is 17 characters long
buffer contains: Hello from String Class
Invoking destructor, clearing up
Invoking destructor, clearing up

分析：

大多数代码都与程序清单 9.8 类似，只是新增了一个复制构造函数（第 23～38 行）。首先，将重点放在 main( )上，它与以前一样创建了对象 sayHello，如第 65 行所示。创建 sayHello 导致了第 1 行输出，这是由 MyString 的构造函数的第 12 行生成的。出于方便考虑，这个构造函数还显示了 buffer 指向的内存地址。接下来， main( )将 sayHello 按值传递个函数 UseMyString( )，如第 66 行所示，这将自动调用复制构造函数，输出指出了这一点。复制构造函数的代码与构造函数很像，基本思想也相同：检查 copySource.buffer 包含的 C 风格字符串的长度（第 30 行），分配相应数量的内存并将返回的指针赋给 buffer，再使用 strcpy 将 copySource.buffer 的内容复制到 buffer（第 33 行）。这里并非浅复制（复制指针的值），而是深复制，即将指向的内容复制到给当前对象新分配的缓冲区中。

程序的输出表明，拷贝中的 buffer 指向的内存地址不同，即两个对象并未指向同一个动态分配的内存地址。因此，函数 UseMyString( )返回、形参 str 被销毁时，析构函数对复制构造函数分配的内存地址调用 delete[]， 而没有影响 main( )中 sayHello 指向的内存。 因此， 这两个函数都执行完毕时，成功地销毁了各自的对象，没有导致应用程序崩溃。

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