C++编程:拷贝构造与赋值函数的重要性及陷阱

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"这篇文章是林锐博士所著的《高质量C++/C编程指南》的一部分,主要讨论了拷贝构造函数和赋值函数在C++编程中的重要性以及常见问题。文章强调了不恰当使用默认拷贝构造函数和赋值函数可能导致的内存泄漏和数据错误,并提供了示例来区分拷贝构造函数和赋值函数的调用场景。" 在C++编程中,拷贝构造函数和赋值操作符(赋值函数)是两个至关重要的成员函数,用于处理对象间的复制行为。拷贝构造函数在创建新对象时被调用,通常用于初始化一个新对象为已有对象的副本,而赋值函数则是在已存在的对象上进行赋值操作。 默认情况下,如果程序员没有自定义拷贝构造函数和赋值函数,编译器会提供一个“位拷贝”的实现。这意味着它简单地按内存位复制对象的所有成员,对于包含指针的数据成员,这种做法可能会引发问题。例如,在类String中,如果两个对象a和b分别含有指向字符串的指针m_data,那么当a赋值给b时,默认的赋值操作会导致内存泄漏,因为b原有的m_data内存未被释放,同时a和b的m_data指向同一块内存,这会导致数据异常。此外,当对象析构时,m_data可能会被错误地释放两次,造成运行时错误。 为了防止这些问题,程序员应该明确地定义拷贝构造函数和赋值函数,确保正确处理指针和其他复杂数据类型。拷贝构造函数通常会实现深拷贝,即为每个对象分配独立的内存,并复制内容。赋值函数则需要遵循“浅薄赋值”或“深赋值”原则,确保操作后对象的状态是合理的,且不会影响其他对象。 在代码示例中,`String c = a;`调用了拷贝构造函数,而`c = b;`调用了赋值函数。为了提高可读性和避免混淆,建议使用显式的构造函数调用,如`String c(a)`。这样可以更清晰地区分拷贝构造和赋值操作。 此外,文档还提到了一些编程实践中需要注意的其他方面,如文件结构、程序的版式、命名规则、表达式和基本语句的处理,以及内存管理。这些都是编写高质量C++代码的基础,对于防止错误和提高代码可维护性至关重要。特别是在内存管理方面,理解何时使用new/delete而非malloc/free,以及如何防止野指针和内存泄漏,是C++程序员必备的知识。