【C++】类和对象——拷贝构造和赋值运算符重载

上一篇我们讲了构造函数，就是对象实例化时会自动调用，那么，我们这里的拷贝构造在形式上是构造函数的一个重载，拷贝构造其实也是一种构造函数，那么我们就可以引出这里的规则

1.拷贝构造函数的函数名必须与类名相同。
2.拷贝构造函数的参数必须为一个引用（否则会引起无穷递归），通常是 const 类型的引用，用来指定被拷贝的对象。
3.拷贝构造函数用来初始化一个新的对象，新的对象与被拷贝的对象应该属于同一类。
4.如果不手动定义拷贝构造函数，那么编译器会自动生成一个默认的拷贝构造函数，该函数进行浅拷贝。

其实一个日期的类进行浅拷贝就行了，只需要把值给复制过去；但是对于一个栈的话，因为有了自动调用析构函数这个特性，那么我们就不能只去浅拷贝，而是把栈在堆上申请的空间包括值都要去拷贝一份（这里就是指拷贝指针背后的资源），这里也就是我们所说的深拷贝
我们看一下第四条规则，它是会生成一个默认的拷贝构造函数的，对于内置类型是这样的

当然对于自定义类型来说会去调用它的拷贝构造函数
根据第一二条规则我们可以看出拷贝构造函数的基本形式是这样的

当然了，根据第四条，我们其实不写日期类的拷贝构造函数的话编译器是会默认生成的。这个拷贝构造函数其实在栈这一些类中才是有价值的
我们看下面这样一个例子

class stack {
public:
	stack(int capacity=3) {
		cout << "stack" << endl;
		int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
		if (tmp == nullptr) {
			perror("malloc failed");
			return;
		}
		_a = tmp;
		_top = 0;
		_capacity = capacity;
	}

	~stack()
	{
		cout << "~stack" << endl;
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_top = 0;
		_capacity = 0;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
void func(stack x) {
	cout << "func" << endl;
}
int main() {
	stack s1;
	func(s1);
	return 0;
}

这个代码其实是会报错的，因为s1传给x时是要调用一次拷贝构造的（因为我们一直说形参是实参的一份临时拷贝），而我们没有写拷贝构造函数，那么此时编译器就会默认进行浅拷贝，也就是把s1的_a指针的值去给了x，当要出x的作用域时，x就会调用它的析构函数，此时就释放了指针指向的空间，函数出来后要出s1的作用域时又要调用析构函数，这就导致一块空间被释放（free）了两回，这时就会报错，这也就解释了为什么开头我说跟析构函数有关
那么写上栈的拷贝构造函数就可以了

	stack(const stack& x) {
		int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * _capacity);
		if (tmp == nullptr) {
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
		memcpy(tmp, x._a, sizeof(int) * x._top);
		_a = tmp;
		_top = x._top;
		_capacity = x._capacity;
	}

下边的赋值运算符重载也是类的默认成员函数中的一个，说这个之前，我们还是先解释一下什么叫运算符重载
我们平常在用运算符时（> + = >= 等），只能对于内置类型进行使用，对于自定义类型不能使用，因为编译器认识内置类型，它知道怎么去运行。但是对于自定义类型它也不知道怎么去操作。
这时呢？为了方便，我们就要去写一个类的函数（这里以==为例），我们写是会写，但是可能写的函数名可能会使别人不认识，这时，我们的C++祖师爷就制定了一个标准，函数名就是operator操作符
比如说，我们写一个日期类的比较相等的函数

bool operator==(const Date&d1,const Date& d2) {
	if (d1._year == d2._year && d1._month == d2._month && d1._day == d2._day) {
		return true;
	}
	return false;
}

但是有一个问题，就是我们的成员变量一般是私有的，也就是在类外是访问不了的，我们当然访问有很多种方式，但几乎都是用一个类里面的函数把值给弄出来，那我们还不如直接把运算符重载的函数放到类中，把它变成一个成员函数
那么此时，它的形式就会有所变化

#include
using namespace std;
class Date {
public:
	Date(int year = 1, int month = 1,int day=1) {
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	bool operator==( const Date& d) {
		if (_year == d._year && _month == d._month && _day == d._day) {
			return true;
		}
		return false;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main() {
	Date d1(2023, 3, 1);
	Date d2;
	int ret = d1.operator==(d2);
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

这里的d1是利用构造函数去初始化了，d2没有传值就是去调用默认构造函数，实际上就是利用缺省值去进行初始化。调用成员函数就像主函数第三行一样，因为编译器会默认传一个this指针
既然我们都这么写了，那么我们能不能再简化一点呢？
其实我们可以直接用符号去比较的

int main() {
	Date d1(2023, 3, 1);
	Date d2;
	int ret = d1 == d2;
	//int ret = d1.operator==(d2);
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

这样写就会让编译器默认去调用下面的函数
有了运算符重载的知识，我们下面写一下赋值运算符重载，

	Date& operator=(const Date& d) {
		if (this != &d) {
			_year = d._year;
			_month = d._month;
			_day = d._day;
		}
		return *this;
	}

这里要注意如果=左右是一个对象的话是不需要去赋值的，并且用的是引用返回不需要拷贝，有返回值是因为有可能要连续赋值，就像下边

d1=d1;
d1=d2=d3;

赋值运算符重载函数和拷贝构造函数是一样的，对于内置类型会去调用默认的函数，对于自定义类型会去调用自定义类型定义好的函数