拷贝构造和赋值运算符重载

目录

一、拷贝构造

拷贝构造的特点：

下面来看一下传值返回的过程：(这里会形成无穷递归，所以会直接编译报错)

使用指针进行拷贝构造：

拷贝构造的写法：

二、赋值运算符重载

运算符重载的特点：

赋值运算符重载：

赋值运算符重载的特点：

一、拷贝构造

如果一个构造函数的第一个参数时自身类类型的引用，且任何额外的参数都有默认值，则此构造函数也叫做拷贝构造函数，也就是说拷贝构造其实是一个特殊的构造函数。

拷贝构造的特点：

1、拷贝构造是构造函数的一个重载。

2、拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。拷贝构造函数也可以多个参数，但是第一个参数必须是类类对象的引用，后面的参数必须有缺省值。

3、C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造，所以这里自定义类型传值传参返回都会调用拷贝构造完成。

4、若未显式定义拷贝构造，编译器会自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成拷贝构造/浅拷贝（一个字节一个字节的拷贝），对自定一类型成员变量会调用它的拷贝构造。

5、像Data这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝，所以不需要我们显式实现拷贝构造。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷贝（对指向的资源也进行拷贝）。例：创建一个使用两个Stack实现一个Queue的类，这种类型内部主要式自定义类型的成员，编译器自动生成的拷贝构造会调用Stack的拷贝构造，也不需要我们显式实现Queue的拷贝构造。tips：如果一个类显式实现了析构并释放资源，那么他就需要显式写拷贝构造，反之则不需要。

6、传值返回会产生一个临时对象调用拷贝构造，传值引用返回，返回的式返回对象的别名（引用），没有产生拷贝。但是如果返回对象是一个当前函数局部域的局部对象，函数结束就销毁了，那么使用引用返回是有问题的，这时的引用相当于一个野引用，类似于野指针一样。传引用返回可以减少拷贝，但是一定要确保返回对象再函数结束后还在，才能引用返回。

下面来看一下传值返回的过程：(这里会形成无穷递归，所以会直接编译报错)

当我们使用传值传参时编译就会不通过。假设这里可以通过那么我们来分析一下这里的路径是怎么走的：

可以看到如果可以走的话那么这个代码会导致死循环的产生，导致不可控因素。

下面是正常构造：

class Data
{
public:
	Data()
	{
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}
	Data(int year,int month,int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Data(Data& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Data d1(2024,12,21);
	Data d2(d1);
	return 0;
}

拷贝构造的第一个参数必须是自身类类型的引用，这里就很好的说明了这一点。

使用指针进行拷贝构造：

class Data
{
public:
    Data(int year,int month,int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Data(Data* d)
	{
		_year = d->_year;
		_month = d->_month;
		_day = d->_day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};
int main()
{
	Data d1(2024,12,21);
	Data d3(&d1);
	return 0;
}

上面的代码中d3也可以完成构造，但是这里的构造不是真正的拷贝构造只是一个普通的构造。

拷贝构造的写法：

int main()
{
	Data d1(2024,12,21);

	Data d2(d1);//拷贝构造

	Data d3(&d1);

	Data d4 = d1;//拷贝构造

	return 0;
}

上面的两种方式都可以，没有任何的区别，只是习惯上我们使用d2的这中方式，这样可以和赋值重载进行一定的区分。

二、赋值运算符重载

运算符重载的特点：

1、当运算符被用于类类型的对象是，C++语言允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规定类类型对象使用运算符时，必须转换成调用对应运算符重载，若没有对应的运算符重载，则会编译报错。

2、运算符重载是具有特殊名字的函数，它的名字是由operator和后面要定义的运算符共同构成。和其他函数一样，它也具有其返回类型和参数列表以及函数体。

3、重载运算符函数的参数个数和该运算符作用的运算对象数量一样多。一元运算符有一个参数，二元运算符有两个参数。

4、如果一个重载运算符函数是成员函数，则它的第一个运算对象默认传给隐式的this指针，因此运算符重载作为成员函数是，参数比运算对象少一个。

5、运算符重载以后，其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持一致。

6、不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符，比如：operator@。

7、(.*)  (::)  (sizeof)  (?:)  (.)这五个运算符不能重载。

//.*的使用场景

8、重载操作符至少有一个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义，如：int operator+(int x,int y)

9、一个类需要重载那些运算符，是看哪些运算符重载后又意义，比如Data类重载operator-是有意义的但是重载operator+就没有意义。

10、重载++运算符时，有前置++和后置++，运算符重载函数名都是operator++，不太好区分。所以C++中规定，后置++重载时，增加一个int类型的形参，跟前置++构成重载，方便进行区分。

class Data
{
public:
	Data()
	{
		_year = 1;
		_month = 1;
		_day = 1;
	}

	Data(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//后置++的创建 返回当前的数据即可
	Data& operator++()
	{
		cout << "后置++" << endl;
		//中间要将++的过程写完
		return *this;
	}
	//前置++的创建 返回++后的数据
	Data& operator++(int)
	{
		Data tmp;
		cout << "前置++" << endl;
		//中间要将++的过程写完
		return tmp;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};


int main()
{
	Data d1(2024, 12, 21);
	d1++;
	++d1;
	return 0;
}

11、重载<<和>>时，需要重载为全局函数，因为重载为成员函数，this指针默认抢占了第一个形参位置，第一个形参位置是左侧运算对象，调用时就变成了对象<<cout不符合使用习惯和可读性。重载为全局函数把ostream/istream放到第一个形参位置就可以了，第二个形参位置当类类型对象。

赋值运算符重载：

赋值运算符重载是一个默认成员函数，用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值，这里要注意跟拷贝构造区分，拷贝构造用于一个对象拷贝初始化给另一个要创建的对象。

赋值运算符重载的特点：

1、赋值运算符时一个运算符重载，规定必须重载为成员函数。赋值运算符重载的参数建议写成const当前类类型引用，否则会传值传参会有拷贝。

2、有返回值，且建议写成当前类类型的引用，引用返回可以提高效率，有返回值目的是为了支持连续赋值场景。

3、没有显式实现时，编译器会自动生成一个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载行为跟默认拷贝构造类似，对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝（一个字节一个字节的拷贝），对自定义类型成员变量会调用它的赋值重载函数。

4、像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的赋值运算符重载可以完成需要的拷贝，但是当成员函数指向了资源，编译器自动生成的赋值运算符重载完成的值拷贝/浅拷贝不能符合我们的要求，所以需要我们自己实现深拷贝（对指向的资源也进行拷贝）。

tips：如果一个类显式实现了析构并释放资源那么他就需要显式写赋值运算符重载反之则不需要。

class Date
{
public:
	Date()
	{
		_year = 1;
	}

	Date(Date& d)
	{
		_year = d._year;
	}

	Date& operator=(const Date& d)
	{
		_year = d._year;

		return *this;
	}
private:
	int _year;
};

int main()
{
	Date d1;
	//赋值运算符重载
	Date d2;
	d2 = d1;
	//拷贝构造
	Date d3(d1);
}

！！！赋值运算符重载是一个默认成员函数，用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值，这里要注意跟拷贝构造区分，拷贝构造用于一个对象拷贝初始化给另一个要创建的对象。