C++ 有什么大惊小怪的？复制构造函数？

Question

可能的重复：
我们什么时候必须使用复制构造函数？

到底为什么C++ 复制构造函数这么重要？我刚刚了解它们，我不太明白它们有什么大惊小怪的。如果您使用指针，似乎您应该始终为您的类编写一个复制构造函数，但为什么呢？

谢谢，博达·西多。

Answer 1

复制构造函数和赋值运算符在 C++ 中非常重要，因为该语言具有“复制语义”，也就是说，当您在容器中传递参数或存储值时，会传递或存储对象的副本。 C++ 如何对对象进行复制或赋值？对于本机类型，它自己知道，但对于用户定义类型，它会自动生成逐个成员的复制构造或赋值。

例如，如果您声明更明确：

class P2d
{
    public:
        double x, y;
        P2d(double x, double y) : x(x), y(y)
        { }
};

C++ 编译器自动完成您的代码，

class P2d
{
    public:
        double x, y;
        P2d(double x, double y) : x(x), y(y)
        { }

        P2d(const P2d& other) : x(other.x), y(other.y)
        { }

        P2d& operator=(const P2d& other)
        {
            x = other.x;
            y = other.y;
            return *this;
        }
};

这些自动生成的复制构造函数和赋值运算符对于您的类是否正确？在很多情况下是的......但当然也许这些实现是完全错误的。通常，例如，当您的对象中包含指针时，当您想要复制该对象时仅复制指针并不是正确的做法。

您必须了解 C++ 会进行大量对象复制，并且必须了解它将对您定义的类执行什么类型的复制。如果自动生成的副本不是您所需要的，那么您必须提供自己的实现，或者必须告诉编译器您的类应该禁止复制。

您可以通过声明私有复制构造函数和赋值运算符并且不提供实现来阻止编译器进行复制。因为这些是私有函数，并且任何要使用它们的外部代码都会收到编译器错误，并且因为您声明了它们但没有实现它们，所以如果您错误地执行了它们，您将收到链接错误最终在类实现中制作副本。

例如：

class Window
{
    public:
        WindowType t;
        Window *parent,
               *prev_in_parent, *next_in_parent,
               *first_children, *last_children;
        Window(Window *parent, WindowType t);
        ~Window();

    private:
        // TABOO! - declared but not implemented
        Window(const Window&); // = delete in C++11
        Window& operator=(const Window&); // = delete in C++11
};

如果最后一部分看起来很荒谬（你怎么能在实现中错误地进行复制），请注意，在 C++ 中，很容易错误地进行额外的复制，因为该语言是围绕复制事物的概念构建的。

一条黄金法则是，如果您的类有一个析构函数（因为它需要进行一些清理），那么很可能逐个成员复制不是正确的做法……而且如果您有特殊的逻辑来执行复制构造，那么在赋值中可能也需要类似的逻辑（反之亦然）。因此，这条被称为“三巨头”的规则规定，要么您的类没有自定义析构函数、没有复制构造函数、没有赋值运算符，要么您的类应该拥有这三个函数。

这条规则非常重要，例如，如果对于任何特殊情况，您最终得到一个只需要析构函数的类（我想不出一个合理的情况......但我们只能说您找到了一个），那么请记住添加为您考虑过的评论，您知道隐式生成的复制构造函数和赋值运算符是可以的。
如果您不添加有关其他两个的注释，那么任何阅读您的代码的人都会认为您只是忘记了它们。

UPDATE

C++ 正在不断发展，虽然这里所说的大部分内容现在仍然有效，但该语言提供了一种更好的方法来通知编译器不应允许复制和赋值。

新语法（自 C++11 起有效）是

struct Window {
    ...
    Window(const Window&) = delete;
    Window& operator=(const Window&) = delete;
};

Answer 2

简单：当 C++ 使用默认的复制构造函数时，它会复制指针，但不复制所指向的数据。结果：两个对象指向相同的数据。如果两者都认为自己拥有该数据，并在调用其析构函数时删除指针，那么您就会遇到一大堆麻烦......

Answer 3

为什么 C++ 是复制构造函数
这么重要？

大多数其他语言都不需要复制构造函数，因为它们要么：

• 没有指针（例如，旧版本的 BASIC），在这种情况下复制对象总是安全的，或者
• 除了指针什么都没有/引用（例如，Java、Python），在这种情况下复制很少见，然后可以使用 copy() 或 clone() 方法来完成。

C++ 更喜欢值语义，但也使用大量指针，这意味着：

• 对象被大量复制，并且
• 出于其他人提到的原因，您必须指定是想要浅复制还是深复制。

Answer 4

C++ 中的每个类都有一个隐式复制构造函数，用于执行对象的浅复制。浅意味着它复制了成员的值。因此，如果存在指针，则复制指针值，以便两个对象都指向相同的对象。

大多数时候这是不需要的，因此您必须定义自己的复制构造函数。

通常，您甚至不想创建对象的副本，因此声明复制构造函数但不定义它是一种很好的风格。 （头文件中的空声明）。

然后，如果您不小心创建了一个副本（例如返回一个对象、在声明参数引用方法时忘记了 & 等），您将收到链接器错误。

如果将复制构造函数声明为私有，您还会收到编译器错误（如果在类外部使用）。

总结一下：显式声明复制构造函数总是很好的风格 - 特别是如果您根本不需要：只需

private:
  MyClass(const MyClass&);

在类定义中写入即可禁用类的复制构造函数。

Answer 5

深拷贝和浅拷贝