- 技术人生
- 拷贝控制
C++
类中有四个不可或缺的部分，那就是构造函数、拷贝构造函数、赋值操作符和析构函数。如果类中没有定义这些函数，那么编译器将为类自动生成这些函数。当然，也可以通过
private
控制策略限定不使用拷贝构造函数和赋值操作符。
其中，拷贝构造函数、赋值操作符和析构函数总称为拷贝控制（
copy control
）。
当类中有指针类数据成员时，一般都需要自已实现类的拷贝控制。通常有两种处理策略：一是定义值型类，每个类保留一份指针指向的对象的拷贝；另一种更常用的策略是使用智能指针
(smart pointer)
，其通用技术是采用引用计数
(reference count)
来实现共享指针指向的对象。
拷贝构造函数
我们知道
C++
中变量初始化有两种形式：直接初始化和拷贝初始化。直接初始化将初始化放在圆括号中，而拷贝初始化使用
=
符号。对于内置类型，这两者基本上没有区别。但对于类类型，两种方式是有区别的：直接初始化直接调用与实参匹配的构造函数；而拷贝初始化总是调用拷贝构造函数，具体而言，就是拷贝初始化首先使用指定构造函数创建一个临时对象，然后用拷贝构造函数将那个临时对象拷贝到正在创建的对象。
支持拷贝初始化主要是为了与
C
的用法兼容。当情况允许时，可以允许编译器跳过拷贝构造函数直接创建对象，但编译器没有义务这样做。注：事实上大多数编译器都跳过了拷贝构造函数，因为这完全可以跳过，比如在
VC6.0
和
MinGW2.05
。
我们知道可以用表示容量的单个参数来初始化容器，容器的这种构造方式使用了默认构造函数和拷贝构造函数。例如：
vector<string> svec(5);
编译器首先使用
string
的默认构造函数创建一个临时值来初始化
svec
，然后使用拷贝构造函数将临时对象拷贝到
svec
的每个元素。示例代码如下：
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Test {
public:
Test() {
cout<<"Contructor"<<endl;
}
Test(const Test& t) {
cout<<"copy Contructor"<<endl;
}
};
int main() {
vector<Test> tvec(5);
return 0;
}
输出结果为：（
MinGW 2.05
和
VC6.0
）
Contructorcopy Contructorcopy Contructorcopy Contructorcopy Contructorcopy Contructor
对于元素为类类型的数组，可以使用数组初始化列表来提供显示元素初始化。此时，使用拷贝初始化来初始化每个元素。根据指定值创建适当类型的元素，然后用拷贝构造函数将该值拷贝到相应元素。当然，同前面一样，是否跳过拷贝构造函数取决于编译器（事实上，大多数编译器跳过了这步）。
拷贝构造函数的形参是一个类类型引用（否则，参数本身就需要拷贝构造函数了），但一般情况下，我们使用
const
修饰。并且，一般不应该设置为
explicit
。
有时需要禁止拷贝类，例如，
iostream
类就不允许拷贝。这时，应当显示声明拷贝构造函数为
private
，此时可以不定义该函数。若声明为
private
且进行了函数定义，则类的友元和成员仍然可以进行拷贝。
注意：声明而不定义成员函数是合法的，但是，使用未定义成员的任何尝试将导致链接失败。
合成的拷贝构造函数
如果我们没有定义拷贝构造函数，则编译器会自动生成一个，把这个自动生成的拷贝构造函数叫合成的拷贝构造函数（
Synthesized Copy Constructor
）。合成的拷贝构造函数执行逐个成员初始化，将新对象初始化为原对象的副本。如果成员是内置类型，则执行位拷贝；如果成员是类类型，则调用相应的拷贝构造函数；如果成员是数组类型，则分别对每个数组元素进制拷贝。
赋值操作符
赋值操作符的右操作数一般以
const
引用传递，为了与内置类型的行为一致，常返回该类类型的引用。通常，拷贝构造函数和赋值操作符是同时出现的，定义了一个就应当定义另一个。
赋值操作符一个必须小心的地方时检查自赋值。
析构函数
三法则（
rule of three
）：如果类需要自定义析构函数，则它往往也需要拷贝构造函数和赋值操作符。
合成的析构函数按成员在类中声明次序的逆序来撤销成员。
析构函数与拷贝构造函数或者赋值操作符之间的一个重要区别是：即使我们编写了自己的析构函数，在自定义析构函数运行结束后，合成析构函数仍然将继续运行，它来完成成员数据的撤销工作。
