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C++：拷贝构造函数

news 2026/7/5 6:19:31

一、什么是拷贝构造函数？

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，它的参数是同类型对象的常量引用，即用已存在的一个变量初始化另一个同类型变量。

classPerson{public:// 拷贝构造函数Person(constPerson&other){name=other.name;age=other.age;cout<<"拷贝构造被调用"<<endl;}// 其他...private:string name;intage;};

二、拷贝构造函数的语法规则

函数名与类名相同。
没有返回值。
参数必须是同类型对象的引用，通常为 const 。
可以自定义，也可以让编译器自动生成。

classMyClass{public:// 拷贝构造函数的典型形式MyClass(constMyClass&other);};

为什么参数要写引用

如果类没有管理动态资源（比如没有 new 分配内存），我们其实只需要把原对象的值复制给新对象就够了。那能不能直接把原对象的值当作普通参数传给拷贝构造函数，让它用这个值来初始化新对象呢？

答案是不行，原因在于：
- C++规定：传值传参必须调用拷贝构造。而我们若在实现拷贝构造时使用传值传参，则又会生成新的拷贝构造，如此不断生成新的拷贝构造，最后会造成死循环。

三、何时调用拷贝构造函数？

用一个对象初始化另一个对象

Personp1("Alice",25);Person p2=p1;// 调用拷贝构造Personp3(p1);// 调用拷贝构造

函数参数按值传递

voidfunc(Person p){...}func(p1);// 实参p1拷贝给形参p，调用拷贝构造

函数按值返回对象

Personcreate(){Persontemp("Bob",30);returntemp;// 返回值时可能调用拷贝构造（或移动语义）}

容器中的元素插入

当容器需要复制元素时，会调用拷贝构造。（如 vector 的 push_back）

四、默认拷贝构造函数

编译器自动生成的拷贝构造

如果类中没有定义拷贝构造函数，编译器会自动生成一个，它执行浅拷贝（shallow copy）：逐个复制成员变量的值。

什么时候需要自己写拷贝构造？

当类中有指针成员并指向动态分配的内存时，浅拷贝会导致两个对象共享同一块内存（应该为新对象申请一块新的内存，需要自己手动实现，若执行浅拷贝，则会直接），释放时会产生重复释放或内存泄漏。

classShallow{public:int*data;Shallow(intval){data=newint(val);}// 编译器生成的默认拷贝构造：data = other.data（浅拷贝）};intmain(){Shallowa(10);Shallow b=a;// 两个对象的data指向同一块内存！// 析构时会重复释放，导致未定义行为。}

五、深拷贝：自定义拷贝构造函数

为了正确复制包含动态资源的对象，我们需要自定义拷贝构造函数，执行深拷贝（deep copy）：申请一块新的空间，再复制原指针指向的内容。

classDeep{int*data;public:Deep(intval){data=newint(val);}// 深拷贝构造Deep(constDeep&other){data=newint(*other.data);// 重新分配并复制值}~Deep(){deletedata;}};intmain(){Deepa(10);Deep b=a;// 深拷贝，各自拥有独立内存// 安全销毁}

六、拷贝构造与赋值运算符的区别

拷贝构造：用已有对象初始化新对象（对象尚未创建）。
赋值运算符：将已有对象的值赋给已存在的对象（对象已创建）。

Personp1("Alice",25);Person p2=p1;// 拷贝构造（p2尚未创建）Personp3("Bob",30);p3=p1;// 赋值运算符（p3已存在）

七、禁止拷贝

如果类不希望被复制，可以显式删除拷贝构造函数（C++11）：

classNonCopyable{public:NonCopyable()=default;NonCopyable(constNonCopyable&)=delete;// 禁止拷贝};

八、如何使用

如果有资源的申请分配，一般要自己实现。
如果自定义了析构函数、拷贝构造、拷贝赋值其中之一，通常需要自定义其他每个。
优先使用深拷贝：当类管理动态内存时，务必实现深拷贝。
用 const 引用：避免不必要的拷贝，提高性能。
使用移动语义（C++11）减少拷贝开销，适合临时对象。

九、完整示例

#include<iostream>#include<cstring>usingnamespacestd;classString{char*buf;public:String(constchar*s=""){buf=newchar[strlen(s)+1];strcpy(buf,s);}// 拷贝构造（深拷贝）String(constString&other){buf=newchar[strlen(other.buf)+1];strcpy(buf,other.buf);cout<<"拷贝构造"<<endl;}~String(){delete[]buf;}voidshow()const{cout<<buf<<endl;}};intmain(){Strings1("Hello");String s2=s1;// 调用拷贝构造s1.show();s2.show();return0;}