C++ 三的法则是什么？ 复制对象意味着什么 什么是复制构造函数和复制赋值运算符 我什么时候需要自己申报 如何防止复制我的对象 导言

C++使用值语义处理用户定义类型的变量。 这意味着对象在各种上下文中被隐式复制， 我们应该理解“复制对象”的真正含义

让我们考虑一个简单的例子：

class person
{
    std::string name;
    int age;

public:

    person(const std::string& name, int age) : name(name), age(age)
    {
    }
};

int main()
{
    person a("Bjarne Stroustrup", 60);
    person b(a);   // What happens here?
    b = a;         // And here?
}

（如果您对

姓名（姓名）、年龄（年龄）

部分感到困惑， 这称为a。）

特殊成员职能 复制

人

对象意味着什么？

main

功能显示两种不同的复制场景。 初始化

人员b（a）由复制构造函数执行。
它的工作是基于现有对象的状态构造一个新对象。
分配
b=a
由复制分配操作员执行。
它的工作一般比较复杂，
因为目标对象已经处于某种需要处理的有效状态

因为我们自己既没有声明复制构造函数，也没有声明赋值运算符（也没有声明析构函数），
这些都是为我们隐式定义的。引用标准：

[…]复制构造函数和复制赋值运算符[…]和析构函数是特殊的成员函数。
[注意：实现将隐式声明这些成员函数
对于某些类类型，当程序没有显式声明它们时。
如果使用它们，实现将隐式定义它们。[…]结束注释]
[n3126.pdf第12节§1]

默认情况下，复制对象意味着复制其成员：

非联合类X的隐式定义的复制构造函数执行其子对象的成员复制。
[n3126.pdf第12.8节§16]

非联合类X的隐式定义的复制赋值运算符执行成员方式的复制赋值
它的子对象。
[n3126.pdf第12.8节§30]

隐式定义
person
的隐式定义的特殊成员函数如下所示：

// 1. copy constructor
person(const person& that) : name(that.name), age(that.age)
{
}

// 2. copy assignment operator
person& operator=(const person& that)
{
    name = that.name;
    age = that.age;
    return *this;
}

// 3. destructor
~person()
{
}

class person
{
    char* name;
    int age;

public:

    // the constructor acquires a resource:
    // in this case, dynamic memory obtained via new[]
    person(const char* the_name, int the_age)
    {
        name = new char[strlen(the_name) + 1];
        strcpy(name, the_name);
        age = the_age;
    }

    // the destructor must release this resource via delete[]
    ~person()
    {
        delete[] name;
    }
};

在这种情况下，成员复制正是我们想要的：
name
和
age
被复制，因此我们得到了一个独立的
person
对象。
隐式定义的析构函数始终为空。
在本例中，这也很好，因为我们没有在构造函数中获取任何资源。
成员的析构函数在
person
析构函数完成后隐式调用：

在执行析构函数的主体并销毁主体内分配的任何自动对象之后，
类X的析构函数调用X的直接[…]成员的析构函数
[n3126.pdf 12.4§6]

管理资源
那么，我们应该在什么时候明确声明这些特殊的成员函数呢？
当我们班管理一个资源时，就是，
当类的对象负责该资源时。
这通常意味着资源是在构造函数中获取的
（或传入构造函数）并在析构函数中释放

让我们回到标准的C++中。
没有所谓的
std:：string
，程序员喜欢指针。
person
类可能如下所示：

// 1. copy constructor
person(const person& that) : name(that.name), age(that.age)
{
}

// 2. copy assignment operator
person& operator=(const person& that)
{
    name = that.name;
    age = that.age;
    return *this;
}

// 3. destructor
~person()
{
}

class person
{
    char* name;
    int age;

public:

    // the constructor acquires a resource:
    // in this case, dynamic memory obtained via new[]
    person(const char* the_name, int the_age)
    {
        name = new char[strlen(the_name) + 1];
        strcpy(name, the_name);
        age = the_age;
    }

    // the destructor must release this resource via delete[]
    ~person()
    {
        delete[] name;
    }
};

即使在今天，人们仍然以这种方式上课，并因此陷入困境：
“我把一个人推到一个向量中，现在我得到了疯狂的记忆错误！”
请记住，默认情况下，复制对象意味着复制其成员，
但是复制
name
成员只是复制一个指针，而不是它指向的字符数组！
这有几个不愉快的影响：

通过
a
进行的更改可以通过
b
进行观察
一旦
b
被销毁，
a.name
就是一个悬空的指针
如果
a
被销毁，则删除悬空指针会产生错误
由于作业未考虑作业前所指的
名称
，
迟早你会发现到处都是内存泄漏
明确定义
由于memberwise复制没有所需的效果，我们必须明确定义复制构造函数和复制赋值运算符，以便对字符数组进行深度复制：

// 1. copy constructor
person(const person& that)
{
    name = new char[strlen(that.name) + 1];
    strcpy(name, that.name);
    age = that.age;
}

// 2. copy assignment operator
person& operator=(const person& that)
{
    if (this != &that)
    {
        delete[] name;
        // 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 :(
        name = new char[strlen(that.name) + 1];
        strcpy(name, that.name);
        age = that.age;
    }
    return *this;
}

注意初始化和赋值之间的区别：
我们必须在分配给
name
之前删除旧状态，以防止内存泄漏。
此外，我们还必须防止表单
x=x
的自赋值。
如果没有该检查，
delete[]name
将删除包含源字符串的数组，
因为在编写
x=x
时，
this->name
和
that.name
都包含相同的指针

例外安全
不幸的是，如果
newchar[…]
由于内存耗尽而引发异常，此解决方案将失败。
一种可能的解决方案是引入局部变量并对语句重新排序：

// 2. copy assignment operator
person& operator=(const person& that)
{
    char* local_name = new char[strlen(that.name) + 1];
    // If the above statement throws,
    // the object is still in the same state as before.
    // None of the following statements will throw an exception :)
    strcpy(local_name, that.name);
    delete[] name;
    name = local_name;
    age = that.age;
    return *this;
}

这还可以在不进行显式检查的情况下进行自我分配。
对于这个问题，一个更可靠的解决方案是，
但我不会在这里详细介绍异常安全。
我提到异常只是为了说明以下观点：编写管理资源的类很难。

不可复制资源
无法或不应复制某些资源，例如文件句柄或互斥量。
在这种情况下，只需将复制构造函数和复制赋值运算符声明为
private
，而无需给出定义：

private:

    person(const person& that);
    person& operator=(const person& that);

或者，您可以继承自
boost:：noncopyable
或将其声明为已删除（在C++11及更高版本中）：

三法则
有时，您需要实现一个管理资源的类。
（切勿在一个类中管理多个资源，
这只会导致疼痛。）
在这种情况下，请记住三个规则：

如果需要显式声明
class Car //A very simple class just to demonstrate what these definitions mean.
//It's pseudocode C++/Javaish, I assume strings do not need to be allocated.
{
private String sPrintColor;
private String sModel;
private String sMake;

public changePaint(String newColor)
{
   this.sPrintColor = newColor;
}

public Car(String model, String make, String color) //Constructor
{
   this.sPrintColor = color;
   this.sModel = model;
   this.sMake = make;
}

public ~Car() //Destructor
{
//Because we did not create any custom types, we aren't adding more code.
//Anytime your object goes out of scope / program collects garbage / etc. this guy gets called + all other related destructors.
//Since we did not use anything but strings, we have nothing additional to handle.
//The assumption is being made that the 3 strings will be handled by string's destructor and that it is being called automatically--if this were not the case you would need to do it here.
}

public Car(const Car &other) // Copy Constructor
{
   this.sPrintColor = other.sPrintColor;
   this.sModel = other.sModel;
   this.sMake = other.sMake;
}
public Car &operator =(const Car &other) // Assignment Operator
{
   if(this != &other)
   {
      this.sPrintColor = other.sPrintColor;
      this.sModel = other.sModel;
      this.sMake = other.sMake;
   }
   return *this;
}

}

Car car1 = new Car("mustang", "ford", "red");
Car car2 = car1; //Call the copy constructor
car2.changePaint("green");
//car2 is now green but car1 is still red.

//Shallow copy example
//Assume we're in C++ because it's standard behavior is to shallow copy objects if you do not have a constructor written for an operation.
//Now let's assume I do not have any code for the assignment or copy operations like I do above...with those now gone, C++ will use the default.

 Car car1 = new Car("ford", "mustang", "red"); 
 Car car2 = car1; 
 car2.changePaint("green");//car1 is also now green 
 delete car2;/*I get rid of my car which is also really your car...I told C++ to resolve 
 the address of where car2 exists and delete the memory...which is also
 the memory associated with your car.*/
 car1.changePaint("red");/*program will likely crash because this area is
 no longer allocated to the program.*/

    MyClass x(a, b);
    MyClass y(c, d);
    x = y; // This is a shallow copy if assignment operator is not provided

// default constructor
My_Class a;

// copy constructor
My_Class b(a);

// copy constructor
My_Class c = a;

// copy assignment operator
b = a;

class MemoryBlock
{
public:

//code here

private:
MemoryBlock(const MemoryBlock& other)
{
   cout<<"copy constructor"<<endl;
}

// Copy assignment operator.
MemoryBlock& operator=(const MemoryBlock& other)
{
 return *this;
}
};

int main()
{
   MemoryBlock a;
   MemoryBlock b(a);
}

class MemoryBlock
{
public:
MemoryBlock(const MemoryBlock& other) = delete

// Copy assignment operator.
MemoryBlock& operator=(const MemoryBlock& other) =delete
};


int main()
{
   MemoryBlock a;
   MemoryBlock b(a);
}