c++中拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)類型必須是引用

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊：次

在C++中，構(gòu)造函數(shù)，拷貝構(gòu)造函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)和賦值函數(shù)(賦值運算符重載)是最基本不過的需要掌握的知識。但是如果我問你“拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)為什么必須使用引用類型？”這個問題，你會怎么回答？或許你會回答為了減少一次內(nèi)存拷貝？很慚愧的是，我的第一感覺也是這么回答。不過還好，我思索一下以后，發(fā)現(xiàn)這個答案是不對的。

原因：
如果拷貝構(gòu)造函數(shù)中的參數(shù)不是一個引用，即形如CClass(const CClass c_class)，那么就相當于采用了傳值的方式(pass-by-value)，而傳值的方式會調(diào)用該類的拷貝構(gòu)造函數(shù)，從而造成無窮遞歸地調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。因此拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)必須是一個引用。

需要澄清的是，傳指針其實也是傳值，如果上面的拷貝構(gòu)造函數(shù)寫成CClass(const CClass* c_class)，也是不行的。事實上，只有傳引用不是傳值外，其他所有的傳遞方式都是傳值。
先從一個小例子開始：（自己測試一下自己看看這個程序的輸出是什么？）

復制代碼代碼如下:

#include<iostream>
using namespace std;
class CExample
{
private:
 int m_nTest;
public:
 CExample(int x) : m_nTest(x)      //帶參數(shù)構(gòu)造函數(shù)
 { 
  cout << "constructor with argument"<<endl;
 }
 // 拷貝構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)中的const不是嚴格必須的，但引用符號是必須的
 CExample(const CExample & ex)     //拷貝構(gòu)造函數(shù)
 {
  m_nTest = ex.m_nTest;
  cout << "copy constructor"<<endl;
 }
 CExample& operator = (const CExample &ex)   //賦值函數(shù)(賦值運算符重載)
 { 
  cout << "assignment operator"<<endl;
  m_nTest = ex.m_nTest;
  return *this;
 }
 void myTestFunc(CExample ex)
 {
 }
};
int main(void)
{
 CExample aaa(2);
 CExample bbb(3);
 bbb = aaa;
 CExample ccc = aaa;
 bbb.myTestFunc(aaa);
 return 0; 
}

果你能一眼看出就是這個結(jié)果的話，恭喜你，可以站起來扭扭屁股，不用再往下看了。
如果你的結(jié)果和輸出結(jié)果有誤差，那拜托你謙虛的看完。
第一個輸出： constructor with argument      // CExample aaa(2);
如果你不理解的話，找個人把你拖出去痛打一頓，然后嘴里還喊著“我是二師兄，我是二師兄.......”
第二個輸出：constructor with argument     // CExample bbb(3);
分析同第一個
第三個輸出： assignment operator                // bbb = aaa;
第四個輸出： copy constructor                      // CExample ccc = aaa;
這兩個得放到一塊說。肯定會有人問為什么兩個不一致。原因是， bbb對象已經(jīng)實例化了，不需要構(gòu)造，此時只是將aaa賦值給bbb，只會調(diào)用賦值函數(shù)，就這么簡單，還不懂的話，撞墻去！但是ccc還沒有實例化，因此調(diào)用的是拷貝構(gòu)造函數(shù)，構(gòu)造出ccc，而不是賦值函數(shù)，還不懂的話，我撞墻去?。?BR>第五個輸出： copy constructor                      // bbb.myTestFunc(aaa);
實際上是aaa作為參數(shù)傳遞給bbb.myTestFunc(CExample ex)，即CExample ex = aaa；和第四個一致的，所以還是拷貝構(gòu)造函數(shù)，而不是賦值函數(shù)，如果仍然不懂，我的頭剛才已經(jīng)流血了，不要再讓我撞了，你就自己使勁的再裝一次吧。
通過這個例子，我們來分析一下為什么拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)只能使用引用類型。
看第四個輸出： copy constructor                      // CExample ccc = aaa;
構(gòu)造ccc，實質(zhì)上是ccc.CExample(aaa); 我們假如拷貝構(gòu)造函數(shù)參數(shù)不是引用類型的話，那么將使得 ccc.CExample(aaa)變成aaa傳值給ccc.CExample(CExample ex)，即CExample ex = aaa，因為 ex 沒有被初始化，所以 CExample ex = aaa 繼續(xù)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，接下來的是構(gòu)造ex，也就是 ex.CExample(aaa)，必然又會有aaa傳給CExample(CExample ex), 即 CExample ex = aaa;那么又會觸發(fā)拷貝構(gòu)造函數(shù)，就這下永遠的遞歸下去。
所以繞了那么大的彎子，就是想說明拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)使用引用類型不是為了減少一次內(nèi)存拷貝，而是避免拷貝構(gòu)造函數(shù)無限制的遞歸下去。

附帶說明，在下面幾種情況下會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)：
a、顯式或隱式地用同類型的一個對象來初始化另外一個對象。如上例中，用對象c初始化d；
b、作為實參(argument)傳遞給一個函數(shù)。如CClass(const CClass c_class)中，就會調(diào)用CClass的拷貝構(gòu)造函數(shù)；
c、在函數(shù)體內(nèi)返回一個對象時，也會調(diào)用返回值類型的拷貝構(gòu)造函數(shù)；
d、初始化序列容器中的元素時。比如 vector<string> svec(5)，string的缺省構(gòu)造函數(shù)和拷貝構(gòu)造函數(shù)都會被調(diào)用；
e、用列表的方式初始化數(shù)組元素時。string a[] = {string(“hello”), string(“world”)}; 會調(diào)用string的拷貝構(gòu)造函數(shù)。

如果在沒有顯式聲明構(gòu)造函數(shù)的情況下，編譯器都會為一個類合成一個缺省的構(gòu)造函數(shù)。如果在一個類中聲明了一個構(gòu)造函數(shù)，那么就會阻止編譯器為該類合成缺省的構(gòu)造函數(shù)。和構(gòu)造函數(shù)不同的是，即便定義了其他構(gòu)造函數(shù)(但沒有定義拷貝構(gòu)造函數(shù))，編譯器總是會為我們合成一個拷貝構(gòu)造函數(shù)。

另外函數(shù)的返回值是不是引用也有很大的區(qū)別，返回的不是引用的時候，只是一個簡單的對象，此時需要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，否則，如果是引用的話就不需要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。

復制代碼代碼如下:

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
 int m_nTest;
public:
 A()
 {
 }
 A(const A& other)    //構(gòu)造函數(shù)重載
 {
  m_nTest = other.m_nTest;
  cout << "copy constructor"<<endl;  
 }
 A & operator =(const A& other)
 {
  if(this != &other)
  {
   m_nTest = other.m_nTest;
   cout<<"Copy Assign"<<endl;
  }
  return *this;
 }
};
A fun(A &x)
{
 return x;     //返回的不是引用的時候，需要調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)
}
int main(void)
{
 A test;
 fun(test);
 system("pause");
 return 0;
}

分享一道筆試題目，編譯運行下圖中的C++代碼，結(jié)果是什么？（A）編譯錯誤；（B）編譯成功，運行時程序崩潰；（C）編譯運行正常，輸出10。請選擇正確答案并分析原因。

復制代碼代碼如下:

class A
{
private:
 int value;
public:
 A(int n)
 {
  value = n;
 }
 A(A other)
 {
  value = other.value;
 }
 void Print()
 {
  cout<<value<<endl;
 }
};
int main(void)
{
 A a = 10;
 A b = a;
 b.Print();
 return 0;
}

答案：編譯錯誤。在復制構(gòu)造函數(shù)中傳入的參數(shù)是A的一個實例。由于是傳值，把形參拷貝到實參會調(diào)用復制構(gòu)造函數(shù)。因此如果允許復制構(gòu)造函數(shù)傳值，那么會形成永無休止的遞歸并造成棧溢出。因此C++的標準不允許復制構(gòu)造函數(shù)傳值參數(shù)，而必須是傳引用或者常量引用。在Visual Studio和GCC中，都將編譯出錯。

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