C++拷贝构造函数和移动构造函数详解

C++拷贝构造函数和移动构造函数详解

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/Lzy1154119938/article/details/139480054

在C++编程中，对象的复制和移动是常见的操作，而拷贝构造函数和移动构造函数是实现这些操作的关键机制。本文将详细介绍这两个构造函数的定义、用法和最佳实践，帮助开发者更好地理解和使用它们。

拷贝构造函数

定义

拷贝构造函数是用来创建一个对象，该对象是使用另一个同类型的对象初始化的。拷贝构造函数的原型如下：

ClassName(const ClassName& other);

什么时候会调用拷贝构造函数？

1. 通过值传递对象时：函数参数是对象类型，并且以值传递。
2. 返回局部对象时：函数返回一个局部对象。
3. 用一个对象初始化另一个对象时。

示例

#include <iostream>
#include <cstring>

class MyString {
private:
    char* data;
public:
    // 构造函数
    MyString(const char* str = nullptr) {
        if (str) {
            data = new char[strlen(str) + 1];
            strcpy(data, str);
        } else {
            data = new char[1];
            data[0] = '\0';
        }
    }
    // 拷贝构造函数
    MyString(const MyString& other) {
        data = new char[strlen(other.data) + 1];
        strcpy(data, other.data);
    }
    // 打印函数
    void print() const {
        std::cout << data << std::endl;
    }
    // 析构函数
    ~MyString() {
        delete[] data;
    }
};

int main() {
    MyString str1("Hello");
    MyString str2 = str1;  // 调用拷贝构造函数
    str2.print();
    return 0;
}

移动构造函数

定义

移动构造函数用于通过“移动”资源来构造一个新的对象，而不是复制。移动构造函数的原型如下：

ClassName(ClassName&& other);

什么时候会调用移动构造函数？

1. 用临时对象初始化另一个对象时。
2. 函数返回一个对象时，如果返回值被用于初始化另一个对象。
3. 标准库容器在需要移动元素时。

示例

#include <iostream>
#include <cstring>

class MyString {
private:
    char* data;
public:
    // 构造函数
    MyString(const char* str = nullptr) {
        if (str) {
            data = new char[strlen(str) + 1];
            strcpy(data, str);
        } else {
            data = new char[1];
            data[0] = '\0';
        }
    }
    // 拷贝构造函数
    MyString(const MyString& other) {
        data = new char[strlen(other.data) + 1];
        strcpy(data, other.data);
    }
    // 移动构造函数
    MyString(MyString&& other) noexcept {
        data = other.data;
        other.data = nullptr;  // 使other对象处于有效但未指定状态
    }
    // 打印函数
    void print() const {
        if (data) {
            std::cout << data << std::endl;
        } else {
            std::cout << "data is null" << std::endl;
        }
    }
    // 析构函数
    ~MyString() {
        delete[] data;
    }
};

int main() {
    MyString str1("Hello");
    MyString str2 = std::move(str1);  // 调用移动构造函数
    str2.print();
    str1.print();  // str1的数据被移动，所以它的data指针为null
    return 0;
}

拷贝构造函数和移动构造函数的比较

拷贝构造函数

• 效率低：拷贝构造函数涉及深拷贝，复制数据，需要更多的内存和时间。
• 使用场景：当需要独立的对象副本时。

移动构造函数

• 效率高：移动构造函数通过移动资源（如指针）来构造对象，避免了不必要的数据复制。
• 使用场景：当对象所有权可以被转移时，例如处理临时对象或从函数返回对象时。

规则和最佳实践

1. Rule of Three/Five：如果你定义了一个拷贝构造函数、赋值操作符或析构函数，你应该显式定义所有这三个。对于C++11及以后，如果你定义了一个拷贝构造函数、赋值操作符、析构函数、移动构造函数或移动赋值操作符，你应该显式定义所有五个。
2. 优先使用移动构造函数：对于临时对象或需要转移资源的情况，优先使用移动构造函数以提高效率。
3. 提供 noexcept：对于移动构造函数，使用 noexcept 可以帮助标准库优化性能。

总结

在C++中，拷贝构造函数和移动构造函数是对象管理的重要部分。理解并正确使用它们可以显著提升程序的性能和可靠性。希望通过本教程，你能够更好地掌握这两个构造函数的使用技巧。