當有復制構造函數時，是否總是需要賦值運算符？

Question

我正在學習構造函數和析構函數，並且已經學會了三個規則 。

我現在正在播放tutorialspoint中的一個小例子。 我注意到該示例沒有賦值運算符，但代碼以某種方式運行良好。 例如，對於Line a(b) ，當我改變a中的內容時，例如*（a.ptr），*（b.ptr）不改變。

我還寫了一個賦值運算符（注釋），代碼也可以。

現在我很困惑。 在某些情況下，似乎只有復制構造函數就足夠了。 任何人都可以對此發表評論，以幫助我更好地了解調用復制構造函數所涉及的內存分配機制嗎？

謝謝！

#include <iostream>

using namespace std;

class Line
{
   public:
      int getLength( void );
      Line( int len );             // simple constructor
      Line( const Line &obj);  // copy constructor
      ~Line();                     // destructor
      void doubleLength(void);
     Line &operator=(const Line &);

   private:
      int *ptr;
};

// Member functions definitions including constructor
Line::Line(int len)
{
    cout << "Normal constructor allocating ptr" << endl;
    // allocate memory for the pointer;
    ptr = new int; //simply allocates memory for one integer, and returns a pointer to it.
    *ptr = len;
}

Line::Line(const Line &obj)
{
    cout << "Copy constructor allocating ptr." << endl;
    ptr = new int;
   *ptr = *obj.ptr; // copy the value
}

//  // copy assignment operator, added by me
//  Line& Line::operator=(const Line& that)
//  {
//      if (this != &that)
//      {
//          delete ptr;
//          // This is a dangerous point in the flow of execution!
//          // We have temporarily invalidated the class invariants,
//          // and the next statement might throw an exception,
//          // leaving the object in an invalid state :(
//          this->ptr = new int;
//          this->ptr = that.ptr;

//      }
//      return *this;
//  }


Line::~Line(void)
{
    cout <<  "Freeing memory " << ptr << endl;
    delete ptr;
}
int Line::getLength( void )
{
    return *ptr;
}

void Line::doubleLength(void)
{
    *ptr = *ptr * 2;
}

void display(Line obj)
{
   cout << "Length of line : " << obj.getLength() <<endl;
}

// Main function for the program
int main( )
{
   Line line1(10);

//     Line line2 = line1; // This also calls copy constructor
   Line line2(line1);   // performed by copy assignment operator    
   line2.doubleLength();
   display(line1);
   display(line2);


   return 0;
}

我得到輸出：

Normal constructor allocating ptr
Copy constructor allocating ptr.
Copy constructor allocating ptr.
Length of line : 10
Freeing memory 0x836c028
Copy constructor allocating ptr.
Length of line : 20
Freeing memory 0x836c028
Freeing memory 0x836c018
Freeing memory 0x836c008

Answer 1

Line line2 = line1; //assignment operator but copy constructor will be called implicitly
Line line3(line1); //copy constructor will be called explicitly

從現有對象創建新對象時，將調用復制構造函數。 這里line2和line3是從現有的line1新創建的，所以即使你使用=也會調用copy構造函數。

Line line2; //default constructor is called
line2 = line1; //assignment operator is called

這里第一行用默認構造函數聲明並初始化它，第二行是賦值。 所以在這里調用賦值運算符。 即，當將對象分配給已初始化的對象時，將調用賦值運算符。

Answer 2

賦值運算符不是必需的，但可能是合乎需要的。

如果你有一個Foo課，

Foo a;     // calls normal constructor
Foo b(a);  // calls copy constructor explicitely
Foo c = b; // calls copy constructor (initialization)
b = a;     // calls assignment operator

當作為函數調用（值參數）的結果復制對象時，將調用復制構造函數。

Answer 3

以下情況可能導致調用復制構造函數：

• 按值返回對象時
• 當一個對象通過值作為參數傳遞（到函數）時
• 當一個物體被拋出時
• 捕獲對象時
• 將對象放在括號括起的初始化列表中時

這些情況統稱為復制初始化，相當於Obj x = a;

但是，不保證在這些情況下將調用復制構造函數，因為C ++標准允許編譯器在某些情況下優化副本，一個例子是返回值優化（RVO）

術語返回值優化是指C ++標准中的特殊子句，它類似於： 實現可以省略由return語句產生的復制操作，即使復制構造函數具有副作用

RVO特別值得注意的是，允許通過C ++標准更改結果程序的可觀察行為

可以使用以下兩種技術之一為對象分配值：

• 表達式中的顯式賦值
• 初始化

表達式中的顯式賦值 （調用簡單副本，而不是復制構造函數！）

Object a;
Object b;
a = b;//translates as Object::operator=(const Object&)thus a.operator=(b)is called 

初始化 （調用復制構造函數）

可以通過以下任何一種方式初始化對象。

一種。 通過聲明

Object b = a; // translates as Object::Object(const Object&) 

灣 通過函數參數

type function(Object a);

C。 通過函數返回值

Object a = function();

當有復制構造函數時，是否總是需要賦值運算符？

復制構造函數僅用於初始化，不適用於使用賦值運算符的賦值。

Answer 4

您的代碼似乎可以正常工作，但有些情況可能會崩潰。 看看你的dtor，它釋放了ptr指向的內存。 如果將對象分配給另一個對象，則默認賦值運算符將僅復制指針的值（淺拷貝），然后您有兩個對象，每個對象都指向同一個內存塊。 這就是問題。 不禁止這樣做，但是在釋放內存時需要注意等等。當您使用復制ctor獲取深層復制時，您還需要使用賦值運算符來制作相同的深層復制。 這就是為什么存在三個規則（對於所有“復制/分配”場景的對象的統一行為）...

Answer 5

 // Line line2 = line1; // This also calls copy constructor 

是的，因為僅存在=字符並不表示調用賦值運算符。 正如cppreference.com所說：

在命名變量的復制初始化中，等號= ，與賦值運算符無關。 賦值運算符重載對復制初始化沒有影響。

然后在代碼中有以下行：

  Line line2(line1); // performed by copy assignment operator 

這個評論是錯誤的。 為什么要在這里調用復制賦值運算符？

但是，復制構造函數和復制賦值運算符之間存在一個重要的關系，那就是通常應該使用復制和交換習慣用另一個來實現。