C++语法系列之3

内容概要：构造函数、复制构造函数、赋值运算符、引用
本文讲述的内容，在实际C++开发中及其容易犯错。值得重点研究。

1 复制构造函数

复制构造函数，允许所创建的对象是另一个对象的精确副本。
如果没有显示的给出复制构造函数。编译器会自动生成一个某人的复制构造函数，用源对象中相应数据成员的值初始化新对象中的每个数据成员。如果数据成员为对象，就会调用它们的复制构造函数。如此迭代进行。

//复制构造函数例子:
class A {
   public:
      A();
      A(const A& src);//复制构造函数
   private:
      int a;
      std::string name;
}

A::A(const A& src): a(src.a),name(src.name) 
{

}

问题1：什么时候会使用复制构造函数？

1. C++中传递函数参数的默认方式是值传递，这意味着函数或者方法接受某个值或者对象的副本。所以只要给函数或者方法传递对象时，就会调用新对象的复制构造函数进行初始化。
   比如:

A::setName(std::string name) {
    this.name = name;
}

A  a;
std::string tmpName = "test name";
a.setName(tmpName);//调用std::string的复制构造函数

2）当函数或者方法返回对象的时候，也会调用复制构造函数。

问题2：如何显示调用复制构造函数？

A a;
A b(a);//显示调用复制构造函数

2 按照引用传递对象

在向函数或者方法传递对象时，默认会调用复制构造函数来复制对象，此时会有效率损耗。如果要避免自动调用复制构造函数，可以让函数或者方法采用对象的引用做参数。按照引用传递对象比按值传递（复制构造函数）对象效率要搞。因为按照引用chua绿地对象只需要复制对象的地址，而不需要复制对象的全部内容。
引用传递的副作用之一：函数或者方法可以通过引用修改原始对象的值。而按值传递时，由于自动调用复制构造函数，传递的是新的对象，所以不会影响原始对象（这只在深度拷贝的时候成立，如果浅拷贝也还是有影响的）。
消除上述副作用的一个方法是：将对象声明为const。

A(const std::string& name);
void setName(const std::string& name);

备注：为了提高性能，可以使用const引用传递对象而不是按值传递对象。

问题3： 函数或者方法的返回值是否可以使用引用返回？

一般来说，返回对象的引用存在风险。因为只有对象存在时，引用才有效。一旦对象被销毁，引用就无效。
有一个场景可以返回对象的引用：赋值操作符(operator=)

备注：如果没有显示的定义复制构造函数，编译器会自动生成一个。一旦显示定义复制构造函数，编译器就不会生成默认复制构造函数。

3 赋值运算符

赋值运算符为operator=
如果没有显示的定义赋值运算符，编译器会自动生成一个。默认的赋值运算符行为为：以递归方式用源对象的数据成员给目标对象赋值。
赋值运算符定义语法：

class A {
public:
    A& operator=(const A& rhs);
}

赋值运算符返回引用的原因是：
形如类似的表达式要可以支持:
a = b = c;
a.operator=(b.operator=(c));
这样，a, b, c 都会指向同一个对象（因为是引用），不会生成三个不同的对象。（效率高）。

赋值运算符的实现

A& A::operator=(const A& rhs) {
  if (this == &rhs) {
      return *this;
   }

  //下面为对应数据成员赋值
  this.a = rhs.a;
  this.b = rhs.b;
  return *this;
}

复制构造函数和赋值运算符的区别
复制构造函数只有在初始化的时候才调用，此时目标对象还没有有效的值。
赋值运算符用于改变对象的当前值。

//sample 1:
A a,b;//分别调用默认构造函数初始化a,b
b = a;//赋值运算符

//sample 2
A a;//调用默认构造函数
A b = a;//等价于A b(a); 调用拷贝构造函数

对象作为返回值

string A::getName() const {
    return mName;
}

A a("John");
string s1;
s1 = a.getName();//调用复制构造函数还有赋值运算符，编译器可以实现返回值优化（RVO)，优化该过程。

分析如下：当getName()返回mName时，会调用string复制构造函数，创建一个未命名的临时 string对象。当该讲结果赋给s1时，会调用s1的赋值运算符（以这个临时string作为参数）。然后这个临时的string对象被销毁。

A a;
string s2 = a.getName();// 此时等价于string s2(a.getName())，会调用复制构造函数，而不是赋值运算符

更加明确的一个例子:

class B {
   public:
    B();
    B(const B& b);
    B& operator=(const B& rhs);
}


B::B() {
   cout << "B default ctor" << endl;
}

B:B(const B& b) {
    cout << "B copy ctor" << endl;
}

B& B::operator=(const B& rhs) {
  cout << "B operator=" << endl;
}

class C {
    public:
       B getB() const;
       void setB(const B& val);
}

int main(int argc, const char* argv[]) {
    C c;
    B b;
    b = c.getB();
}
结果为:
  B default ctor
  C default ctor
  B default ctor
  B copy ctor
  B operator=  

int main(int argc, const char* argv[]) {
    C c;
    B b = c.getB();
}
结果为:
  B default ctor
  C default ctor
  B copy ctor