C++拷贝构造函数的几个细节

拷贝构造函数是C++最基础的概念之一，大家自认为对拷贝构造函数了解么？请大家先回答一下三个问题:

1. 以下函数哪个是拷贝构造函数,为什么?

X::X(const X&);
X::X(X);
X::X(X&, int a=1);
X::X(X&, int a=1, b=2);

 2. 一个类中可以存在多于一个的拷贝构造函数吗?

3. 写出以下程序段的输出结果, 并说明为什么? 如果你都能回答无误的话，那么你已经对拷贝构造函数有了相当的了解。

#include <iostream></iostream>
#include <string></string>

struct X {
  template<typename T>
  X( T& ) { std::cout << "This is ctor." << std::endl; }

  template<typename T>
    X& operator=( T& ) { std::cout << "This is ctor." << std::endl; }
};

void main() {
  X a(5);
  X b(10.5);
  X c = a;
  c = b;
}

 

解答如下：

1. 对于一个类X,如果一个构造函数的第一个参数是下列之一:
a) X&
b) const X&
c) volatile X&
d) const volatile X&
且没有其他参数或其他参数都有默认值,那么这个函数是拷贝构造函数. 

X::X(const X&);  //是拷贝构造函数
X::X(X&, int=1); //是拷贝构造函数

 2.类中可以存在超过一个拷贝构造函数, 

class X {
public:
  X(const X&);
  X(X&);            // OK
};

注意,如果一个类中只存在一个参数为X&的拷贝构造函数,那么就不能使用const X或volatile X的对象实行拷贝初始化.

class X {
public:
  X();
  X(X&);
};

const X cx;
X x = cx;    // error

如果一个类中没有定义拷贝构造函数,那么编译器会自动产生一个默认的拷贝构造函数.
这个默认的参数可能为X::X(const X&)或X::X(X&),由编译器根据上下文决定选择哪一个.

默认拷贝构造函数的行为如下:
 默认的拷贝构造函数执行的顺序与其他用户定义的构造函数相同,执行先父类后子类的构造.
 拷贝构造函数对类中每一个数据成员执行成员拷贝(memberwise Copy)的动作.
 a)如果数据成员为某一个类的实例,那么调用此类的拷贝构造函数.
 b)如果数据成员是一个数组,对数组的每一个执行按位拷贝.
 c)如果数据成员是一个数量,如int,double,那么调用系统内建的赋值运算符对其进行赋值.

 

3.  拷贝构造函数不能由成员函数模版生成. 

struct X {
    template<typename T>
    X( const T& );    // NOT copy ctor, T can't be X

    template<typename T>
    operator=( const T& );  // NOT copy ass't, T can't be X
};

原因很简单, 成员函数模版并不改变语言的规则,而语言的规则说,如果程序需要一个拷贝构造函数而你没有声明它,那么编译器会为你自动生成一个. 所以成员函数模版并不会阻止编译器生成拷贝构造函数, 赋值运算符重载也遵循同样的规则.(参见Effective C++ 3edition, Item45)