Г. Шилтд - Самоучитель C++ (DJVU) (1114955), страница 23
Текст из файла (страница 23)
е. точная) копия этого объекта и передается тому параметру функции, который получает объект. Однако бывают ситуации, в которых такая точная копия объекта нежелательна. Например, если объект содержит указатель на выделенную область памяти, то в копии указатель будет ссылаться на ту жа самую область памяти, на которую ссылается исходный указатель. Следовательно, если копия меняет содержимое области памяти, то эти изменения коснутся также и исходного объекта! Кроме того, когда выполнение функции завершается, копия удаляется, что приводит к вызову деструктора этой копии. Вызов деструктора может привести к нежелательным побочным эффектам, которые в дальнейшем повлияют на исходный объект.
Сходная ситуация имеет место, когда объект является возвращаемым значением функции. Как правило, компилятор генерирует временный объект для хранения возвращаемого функцией значения. (Это происходит автоматиче- 150 Самоучитель С.н- ски и незаметно для вас.) Как только значение возврашается в вызывающую процедуру, временный объект выходит из области видимости, что приводит к вызову деструктора временного объекта.
Однако если деструктор удаляет что-то необходимое в вызывающей процедуре гнапример, если он освобождает динамически выделенную область памяти), то это также приводит к проблемам. В основе этих проблем лежит факт создания поразрядной копии объекта. Для решения задачи вам, как программисту, необходимо предварительно определить все то, что будет происходить при образовании копии объекта, и таким образом избежать неожиданных побочных эффектов. Способом добиться этого является создание конструктора копий. Путем определения такого конструктора вы можете полностью контролировать весь процесс образования копии объекта. Важно понимать, что в С++ точно разделяются два типа ситуаций, в которых значение одного объекта передается другому. Первая ситуация — это присваивание.
Вторая — инициализация, которая может иметь место в трех случаях: а Когда в инструкции объявления объекта один объект используется для инициализации другого Когда объект передается в функцию в качестве параметра сз Когда в качестве возвращаемого значения функции создается временный объект Конструктор копий употребляется только для инициализации, но не для присваивания. По умолчанию при инициализации компилятор автоматически генерирует код, осуществляющий поразрядное копирование. (То есть С++ автоматически создает конструктор копий по умолчанию, который просто дублирует инициализируемый объект.) Однако путем определения конструктора копий вполне возможно предварительно задать то, как один объект будет инициализировать другой.
После того как конструктор копий определен, он вызывается всегда при инициализации одного объекта другим. Конструкторы копий никак не влияют на операции присваивания. Ниже показана основная форма конструктора копий: има класса (солвь ию~ класса асье) ( // селс конструктора ) Глава 5. Перегрузка функций лзус1аяя к=у; // у явно инициализирует х йыпст (у); з'/ у передается в качестве параметра у=гззпс2(): з/ у получает возвращаемый объект В двух первых случаях конструктору копий можно было бы передать ссылку на объект у.
В последнем случае конструктору копий передается ссылка на объект, возвращаемый функцией Йис2(). тз -' 1. В данном примере показано, почему необходимо явное определение конструктора копий. В этой программе создается простейший "безопасныи" массив целых, в котором предотвращена возможность нарушения границ массива. Память для массива выделяется с помощью оператора пеза, а указатель на эту память поддерживается внутри каждого объекта-массива. /* В этой программе создается класс "безопасный" массив.
Поскольку память для массива выделяется динамически, то, когда один массив используется для инициализации другого, для выделения памяти создается конструктор копий Ъ' ()ъпс1пс)е <1овсгеавз> ()ъпс1пг)е <сяЫ11)з> ыятпд паг1еярасе яса; с1аяя аггау ( з.п'с *р; зпг яз.ее; рпЫ з.с: аг ау (зпп як) ( р=пен ьпс (яя); 11 (! р) ехъг (1); конструктор я1ее=яе; соос « "Испоззьзование обычного конструктора'~п"; — аггау() (бе1еле () р;) // конструктор копий аггау(сопят аггау аа); зготс) рос(ьпс 1, ьпс 1) ( Н(1>=0 ав 1<я(ее) рй=зз Здесь оЬ| — это ссылка на объект, предназначенный для инициализации другого объекта.
Например, пусть имеется класс ауссем, а у — это объект типа тус1ам, тогда следующие инструкции могли бы вызвать конструктор копий тус!ам: Самоучитель 752 (пт дес(ьпе )) гетигп р[з.] 7 ) 7 /* Конструктор козвлз Память выделяется специально для когллз, и адрес этой памяти передается в указатель р. Следовательно, указатель р больше не ссылаегся на ту же самую, где находится исходный объект, динамически выделенную область памяти: +/ актау::актау(сопев аггау аа) згзг з; в(ке = а.а кез р=пеи ха [а.в1ке); // выделение памяти для копии 1Г ()р) ехьб (1); гог(1-07 1<а.вьке; з++) р[1) =а.р [1); // копирование содержимого сош сс "Использование конструктора копийзп" 7 за ша гп вызов обычного конструктора агтау пзлв(10); ьпг з; помежение в массив нескольких значений ~от(1=07 з <107 1++) пцзв.
рис (1, з ) вывод на экран массива пзлв лог (1=97 з.>=07 ' — ) сонг « пзззв.наес(з) сонг « " ЗП"7 создание другого массива и инициализация его массивом пцзв аггау х=пизпз вызов конструктора копий вывод на экран массива х гог [з=О; з<10; 1++) сонг « х.дел(з); гегцгп 0; Когда массив ииш используется для инициализации массива х, вызывается конструктор копий и для нового массива по адресу х.р выделяется память, а содержимое массива пшп копируется в массив х. В этом случае в массивах х и ваш находятся одинаковые значения, но при этом — это совершенно различные массивы.
(Другими словами, указатели х.р и паа.р теперь не ссылаются на одну и ту же область памяти.) Если бы не был создан конструктор копий, то поразрядная инициализация при выполнении инструкции аггау х= пшп привела бы к тому„что массивы х и пшп оказались бы в одной и той же области памяти! (То есть, указатели х.р и ввш.р ссылались бы на одну и ту же область памяти.) Глава 5. Перегрузка функций Конструктор копий вызывается только для инициализации.
Например, следующая последовательность инструкций не ведет к вызову определенного в предыдущей программе конструктора копий: аггау а (10) ' аггау Ь (10); Ь = а; УУ конструктор когпж не вызывается. В данном случае инструкция Ь = а представляет собой операцию присваивания.
2. Чтобы понять, как конструктор копий помогает предотвратить некоторые проблемы, связанные с передачей функциям объектов определенных типов, рассмотрим следующую, неправильную программу: // В этой программе имеется ошибка ((1пс1вс(е <1овтгеат> ()1пс1пс(е <сзгг]па> ((гпс1ыс(е <сз(г(1(Ь> из(пя пагпезрасе зМ; с]азз вгггуре ( сЬаг *р; ршЬ11с: згггуре(спаг *в); -вбгбуре() (г(е1есе (] р>) спаг *дев() (гегвгп рг) зсгсуре:: згггуре[сЬаг 'в) ( 1пс 1; 1=-згг1еп(з)+1) р=пеы сЬаг(1]; 1=((р) сонг « "Ошибка выделения памяти~о"; ехьг(1); всгсру(р, з); уоЫ вбоы(вгггуре х) ( сЬа" *з; а-х.оеб(); сонг « в « "~п"; Самоучитель гпг ыагп () ( в' гбуре а ("Не11о"), )з("трехе"); яном(а); я?~си()з); ге' нгп О; В этой программе, когда объект типа яЫуре передается в функцию хвои(), создается поразрядная копия объекта (поскольку не был определен конструктор копий) и передается параметру х.
Таким образом, когда функция возвращает свое значение, х выходит из области видимости и удаляется. Это, естественно, приводит к вызову деструктора объекта х, который освобождает область памяти по адресу х.р. Однако освобожденная память — это та самая память, которую продолжает занимать объект, используемый при вызове функции. Это приводит к ошибке. Решение предыдущей проблемы лежит в определении конструктора копий для класса ятгтуре, который при создании копии объекта типа ятгтуре выделяет для нее память.
Такой подход используется в следующей, исправленной версии программы: /* В втой программе используется конструктор копирования, что позволяет передавать функции объекты типа вбгсуре *( ((гпс1пс(е сгояггеатп> ((ъпс1пс(е ссяггъпц> () тпс1цое <сяЫ11)з> цягпд пашеврасе вбс(; с1аяя яхгхуре сваг ~р; рц)>11с: яхгхуре (сваг *я); !! конструктор яХгсуре (сопев ябгбуре ао); !! конструктор копий -яагхуре() (бе1еге () р; ) !! деструктор сваг *цех () (гегцгп р; ) Обычный конструктор ягггуре:: ягххуре (сваг *я) ( 1пг 1; 1=ягг1еп(я)+1г р=пеы свах(1); тг()р) сопл << "Олллбка выделения памяти~в"; (55 функций Глана Перегрузка ехъс (1); аТксру(р, а); !1 Конструктор кон~в аст".уре::а~ксуре (сопев я?г?уре ао) 1п~ 1; 1-ая ю1еп (о.
р) +1 ? р=пеи сЬак(11 ? l/ выделение памяти для новой копии ?й(!р) сои « "Опибка вь(деления памяти~в"; ехъс (1); я? вору (р, о.р); l/ копирование строки в копию уоЫ знои (аскяуре х) ( сват *я; а=х,де~(); соня « я « "',и"; ?пв па1п() ябкяуре а ("Не11о"), Ь( "т)".ете"') а?~си(а)у знои(И; ге~игл О; Теперь, когда функция аЬоио завершается и объект х выходит из области видимости, память, на которую ссылается указатель х.р (освобождаемая память), — это уже не та память, которая используется переданным в функцию объектом. 1. Конструктор копий вызывается и в тех случаях, когда функция генерирует временный объект, используемый в качестве ее возвращаемого значения (для тех функций, которые возвращают объекты). Зная это, рассмотрим следующий результат работы программы: Сзьтоучигвль 156 Работа обычного конструктора Работа обычного конструктора Работа конструктора копий Эти строки появились в результате работы следующей программы, Объясни- те, что именно там происходит и почему.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
