C++對(duì)象的復(fù)制

有時(shí)需要用到多個(gè)完全相同的對(duì)象，例如，同一型號(hào)的每一個(gè)產(chǎn)品從外表到內(nèi)部屬性都是一樣的，如果要對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品分別進(jìn)行處理,就需要建立多個(gè)同樣的對(duì)象，并要進(jìn)行相同的初始化，用以前的辦法定義對(duì)象(同時(shí)初始化）比較麻煩。此外，有時(shí)需要將對(duì)象在某一瞬時(shí)的狀態(tài)保留下來(lái)。

C++提供了克隆對(duì)象的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能。這就是對(duì)象的復(fù)制機(jī)制。

用一個(gè)已有的對(duì)象快速地復(fù)制出多個(gè)完全相同的對(duì)象。如

  Box box2(box1);

其作用是用已有的對(duì)象box1去克隆出一個(gè)新對(duì)象box2。

其一般形式為：

  類名 對(duì)象2(對(duì)象1);

用對(duì)象1復(fù)制出對(duì)象2。

可以看到，它與定義對(duì)象的方式類似，但是括號(hào)中給出的參數(shù)不是一般的變量，而是對(duì)象。在建立對(duì)象時(shí)調(diào)用一個(gè)特殊的構(gòu)造函數(shù)——復(fù)制構(gòu)造函數(shù)(copy constructor)。這個(gè)函數(shù)的形式是這樣的：

//The copy constructor definition.
Box::Box(const Box& b)
{
  height=b.height; width=b.width; length=b.length;
}

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)也是構(gòu)造函數(shù)，但它只有一個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)是本類的對(duì)象(不能是其他類的對(duì)象)， 而且采用對(duì)象的引用的形式(一般約定加const聲明，使參數(shù)值不能改變，以免在調(diào)用此函數(shù)時(shí)因不慎而使對(duì)象值被修改)。此復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的作用就是將實(shí)參對(duì)象的各成員值一一賦給新的對(duì)象中對(duì)應(yīng)的成員。

復(fù)制對(duì)象的語(yǔ)句

  Box box2(box1);

這實(shí)際上也是建立對(duì)象的語(yǔ)句，建立一個(gè)新對(duì)象box2。由于在括號(hào)內(nèi)給定的實(shí)參是對(duì)象，因此編譯系統(tǒng)就調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)(它的形參也是對(duì)象)， 而不會(huì)去調(diào)用其他構(gòu)造函數(shù)。實(shí)參box1的地址傳遞給形參b(b是box1的引用)，因此執(zhí)行復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體時(shí)，將box1對(duì)象中各數(shù)據(jù)成員的值賦給box2中各數(shù)據(jù)成員。

如果用戶自己未定義復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，則編譯系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提供一個(gè)默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，其作用只是簡(jiǎn)單地復(fù)制類中每個(gè)數(shù)據(jù)成員。C++還提供另一種方便用戶的復(fù)制形式，用賦值號(hào)代替括號(hào)，如

  Box box2=box1; //用box1初始化box2

其一般形式為

  類名 對(duì)象名1 = 對(duì)象名2;

可以在一個(gè)語(yǔ)句中進(jìn)行多個(gè)對(duì)象的復(fù)制。如

  Box box2=box1,box3=box2;

按box1來(lái)復(fù)制box2和box3?？梢钥闯?，這種形式與變量初始化語(yǔ)句類似，請(qǐng)與下面定義變量的語(yǔ)句作比較：

  int a=4,b=a;

這種形式看起來(lái)很直觀，用起來(lái)很方便。但是其作用都是調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

請(qǐng)注意對(duì)象的復(fù)制和對(duì)象的賦值在概念上和語(yǔ)法上的不同。對(duì)象的賦值是對(duì)一個(gè)已經(jīng)存在的對(duì)象賦值，因此必須先定義被賦值的對(duì)象，才能進(jìn)行賦值。而對(duì)象的復(fù)制則是從無(wú)到有地建立一個(gè)新對(duì)象，并使它與一個(gè)已有的對(duì)象完全相同(包括對(duì)象的結(jié)構(gòu)和成員的值)。

可以對(duì)例子程序中的主函數(shù)作一些修改：

int main( )
{
  Box box1(15,30,25); //定義box1
  cout<<"The volume of box1 is "<<box1.volume( )<<endl;
  Box box2=box1,box3=box2; //按box1來(lái)復(fù)制box2,box3
  cout<<"The volume of box2 is "<<box2.volume( )<<endl;
  cout<<"The volume of box3 is "<<box3.volume( )<<endl;
}

執(zhí)行完第3行后，3個(gè)對(duì)象的狀態(tài)完全相同。

下面說(shuō)一下普通構(gòu)造函數(shù)和復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的區(qū)別。

1) 在形式上
類名(形參表列); //普通構(gòu)造函數(shù)的聲明，如Box(int h,int w,int len);
類名(類名& 對(duì)象名); //復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的聲明，如Box(Box &b);

2) 在建立對(duì)象時(shí)，實(shí)參類型不同
系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)參的類型決定調(diào)用普通構(gòu)造函數(shù)或復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。如

  Box box1(12,15,16); //實(shí)參為整數(shù)，調(diào)用普通構(gòu)造函數(shù)
  Box box2(box1); //實(shí)參是對(duì)象名，調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

3) 在什么情況下被調(diào)用
普通構(gòu)造函數(shù)在程序中建立對(duì)象時(shí)被調(diào)用。復(fù)制構(gòu)造函數(shù)在用已有對(duì)象復(fù)制一個(gè)新對(duì)象時(shí)被調(diào)用，在以下3種情況下需要克隆對(duì)象：
① 程序中需要新建立一個(gè)對(duì)象，并用另一個(gè)同類的對(duì)象對(duì)它初始化，如上面介紹的那樣。

② 當(dāng)函數(shù)的參數(shù)為類的對(duì)象時(shí)。在調(diào)用函數(shù)時(shí)需要將實(shí)參對(duì)象完整地傳遞給形參，也就是需要建立一個(gè)實(shí)參的拷貝，這就是按實(shí)參復(fù)制一個(gè)形參，系統(tǒng)是通過(guò)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣能保證形參具有和實(shí)參完全相同的值。如

void fun(Box b) //形參是類的對(duì)象
{ }
int main( )
{
  Box box1(12,15,18);
  fun(box1); //實(shí)參是類的對(duì)象，調(diào)用函數(shù)時(shí)將復(fù)制一個(gè)新對(duì)象b
  return 0;
}

③ 函數(shù)的返回值是類的對(duì)象。在函數(shù)調(diào)用完畢將返回值帶回函數(shù)調(diào)用處時(shí)。此時(shí)需要將函數(shù)中的對(duì)象復(fù)制一個(gè)臨時(shí)對(duì)象并傳給該函數(shù)的調(diào)用處。如

Box f( ) //函數(shù)f的類型為Box類類型
{
  Box box1(12,15,18);
  return box1; //返回值是Box類的對(duì)象
}
int main( )
{
  Box box2; //定義Box類的對(duì)象box2
  box2=f( ); //調(diào)用f函數(shù)，返回Box類的臨時(shí)對(duì)象，并將它賦值給box2
}

以上幾種調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)都是由編譯系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，不必由用戶自己去調(diào)用，讀者只要知道在這些情況下需要調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)就可以了。

C++對(duì)象之間相互賦值
如果對(duì)一個(gè)類定義了兩個(gè)或多個(gè)對(duì)象，則這些同類的對(duì)象之間可以互相賦值，或者說(shuō)，一個(gè)對(duì)象的值可以賦給另一個(gè)同類的對(duì)象。這里所指的對(duì)象的值是指對(duì)象中所有數(shù)據(jù)成員的值。

對(duì)象之間的賦值也是通過(guò)賦值運(yùn)算符“=”進(jìn)行的。本來(lái)，賦值運(yùn)算符“=”只能用來(lái)對(duì)單個(gè)的變量賦值，現(xiàn)在被擴(kuò)展為兩個(gè)同類對(duì)象之間的賦值，這是通過(guò)對(duì)賦值運(yùn)算符的重載實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)際這個(gè)過(guò)程是通過(guò)成員復(fù)制來(lái)完成的，即將一個(gè)對(duì)象的成員值一一復(fù)制給另一對(duì)象的對(duì)應(yīng)成員。

對(duì)象賦值的一般形式為：

  對(duì)象名1 = 對(duì)象名2;

注意對(duì)象名1和對(duì)象名2必須屬于同一個(gè)類。例如

  Student stud1,stud2; //定義兩個(gè)同類的對(duì)象
  stud2=stud1; //將stud1賦給stud2

通過(guò)下面的例子可以了解怎樣進(jìn)行對(duì)象的賦值。

[例] 對(duì)象的賦值。

#include <iostream>
using namespace std;
class Box
{
  public :
  Box(int =10,int =10,int =10); //聲明有默認(rèn)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
  int volume( );
  private :
  int height;
  int width;
  int length;
};
Box::Box(int h,int w,int len)
{
  height=h;
  width=w;
  length=len;
}
int Box::volume( )
{
  return (height*width*length); //返回體積
}
int main( )
{
  Box box1(15,30,25),box2; //定義兩個(gè)對(duì)象box1和box2
  cout<<"The volume of box1 is "<<box1.volume( )<<endl;
  box2=box1; //將box1的值賦給box2
  cout<<"The volume of box2 is "<<box2.volume( )<<endl; return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

The volume of box1 is 11250
The volume of box2 is 11250

說(shuō)明：
對(duì)象的賦值只對(duì)其中的數(shù)據(jù)成員賦值，而不對(duì)成員函數(shù)賦值。數(shù)據(jù)成員是占存儲(chǔ)空間的，不同對(duì)象的數(shù)據(jù)成員占有不同的存儲(chǔ)空間，賦值的過(guò)程是將一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)成員在存儲(chǔ)空間的狀態(tài)復(fù)制給另一對(duì)象的數(shù)據(jù)成員的存儲(chǔ)空間。而不同對(duì)象的成員函數(shù)是同一個(gè)函數(shù)代碼段，不需要、也無(wú)法對(duì)它們賦值。
類的數(shù)據(jù)成員中不能包括動(dòng)態(tài)分配的數(shù)據(jù)，否則在賦值時(shí)可能出現(xiàn)嚴(yán)重后果 (在此不作詳細(xì)分析，只需記住這一結(jié)論即可）。