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复制控制
复制控制是指在C++中控制对象复制行为的机制，
包括拷贝构造函数（copy constructor）、
赋值操作符（copy assignment operator）、
移动构造函数（move constructor）
和移动赋值操作符（move assignment operator）。
通过这些函数，可以控制对象在复制、赋值和移动时的具体行为，
确保资源的正确管理和高效操作。
### 复制控制函数的种类
1. **拷贝构造函数**：
- 当创建一个对象作为另一个对象的副本时，调用拷贝构造函数。
- 语法：`ClassName(const ClassName &other);`
2. **赋值操作符**：
- 当一个已存在的对象被赋值为另一个对象时，调用赋值操作符。
- 语法：`ClassName& operator=(const ClassName &other);`
3. **移动构造函数**：
- 当一个对象被移动构造到另一个对象时（通常是从一个临时对象），调用移动构造函数。
- 语法：`ClassName(ClassName &&other) noexcept;`
4. **移动赋值操作符**：
- 当一个已存在的对象被移动赋值为另一个对象时，调用移动赋值操作符。
- 语法：`ClassName& operator=(ClassName &&other) noexcept;`
### 具体示例
让我们创建一个简单的类 `MyClass` 来展示这些复制控制函数：
```cpp
#include <iostream>
#include <cstring>
class MyClass {
private:
char* data;
public:
// 默认构造函数
MyClass() : data(nullptr) {
std::cout << "默认构造函数" << std::endl;
}
// 带参数的构造函数
MyClass(const char* str) {
std::cout << "带参数的构造函数" << std::endl;
data = new char[strlen(str) + 1];
strcpy(data, str);
}
// 拷贝构造函数
MyClass(const MyClass &other) {
std::cout << "拷贝构造函数" << std::endl;
data = new char[strlen(other.data) + 1];
strcpy(data, other.data);
}
// 赋值操作符
MyClass& operator=(const MyClass &other) {
std::cout << "赋值操作符" << std::endl;
if (this == &other) return *this; // 防止自赋值
delete[] data;
data = new char[strlen(other.data) + 1];
strcpy(data, other.data);
return *this;
}
// 移动构造函数
MyClass(MyClass &&other) noexcept {
std::cout << "移动构造函数" << std::endl;
data = other.data;
other.data = nullptr; // 防止原对象释放资源
}
// 移动赋值操作符
MyClass& operator=(MyClass &&other) noexcept {
std::cout << "移动赋值操作符" << std::endl;
if (this == &other) return *this; // 防止自赋值
delete[] data;
data = other.data;
other.data = nullptr; // 防止原对象释放资源
return *this;
}
// 析构函数
~MyClass() {
std::cout << "析构函数" << std::endl;
delete[] data;
}
// 打印数据
void print() const {
if (data) {
std::cout << "数据: " << data << std::endl;
} else {
std::cout << "数据为空" << std::endl;
}
}
};
int main() {
MyClass obj1("Hello");
MyClass obj2 = obj1; // 拷贝构造
MyClass obj3;
obj3 = obj1; // 赋值操作
MyClass obj4 = MyClass("World"); // 移动构造
MyClass obj5;
obj5 = MyClass("Move"); // 移动赋值
obj1.print();
obj2.print();
obj3.print();
obj4.print();
obj5.print();
return 0;
}
```
### 解释和如何使用
1. **拷贝构造函数**：
- 在 `MyClass obj2 = obj1;` 语句中调用。创建一个新对象 `obj2`，并用 `obj1` 的数据初始化它。
- 拷贝构造函数确保对象 `obj2` 获得自己的资源副本。
2. **赋值操作符**：
- 在 `obj3 = obj1;` 语句中调用。将现有对象 `obj3` 的数据替换为 `obj1` 的数据。
- 赋值操作符需要处理自赋值情况（`if (this == &other) return *this;`），并在赋值前释放现有的资源（`delete[] data;`）。
3. **移动构造函数**：
- 在 `MyClass obj4 = MyClass("World");` 语句中调用。将临时对象的资源移动到 `obj4`，而不是复制。
- 移动构造函数将临时对象的资源转移到新对象，并将临时对象的资源指针置为空，防止资源被释放两次。
4. **移动赋值操作符**：
- 在 `obj5 = MyClass("Move");` 语句中调用。将临时对象的资源移动到 `obj5`，而不是复制。
- 移动赋值操作符类似于移动构造函数，但需要释放现有对象的资源，并处理自赋值情况。
### 总结
- **复制控制**使得我们可以精确控制对象在复制、赋值和移动时的行为，确保资源正确管理和高效操作。
- **拷贝构造函数**和**赋值操作符**用于复制对象，确保每个对象都有自己的资源副本。
- **移动构造函数**和**移动赋值操作符**用于移动对象，转移资源所有权以避免不必要的复制，提高性能。
- 使用这些函数时，需要特别注意资源管理，防止内存泄漏和资源重复释放。
