C++ 带指针的拷贝构造函数

Question

我理解深拷贝指针的必要性（在你想要一个对象的完整拷贝的情况下），我的困惑来自于以下（完全虚构的例子）。

#include "stdafx.h"
#include <string>

class a
{
public:

    a::a(std::string _sz) : 
        m_sz(_sz)
        ,m_piRandom(new int)
    {
        *m_piRandom = 1;
    };

    ~a()
    {
        delete m_piRandom;
        m_piRandom = NULL;
    };

    a::a(const a &toCopy)
    {
        operator=(toCopy);
    }

    a& a::operator=(const a &toAssign)
    {
        if (this != &toAssign)
        {
            m_sz = toAssign.m_sz;
            if (m_piRandom)
            {
                // Need to free this memory! 
                delete m_piRandom;
                m_piRandom = NULL;
            }

            m_piRandom = new int(*toAssign.m_piRandom);
        }
        return *this;
    }

    void SetInt(int i)
    {
        if (!m_piRandom)
        {
            m_piRandom = new int;
        }
        *m_piRandom = i;
    }

private:

    std::string m_sz;
    int* m_piRandom;
};


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    a Orig = a("Original");
    a New = a("New"); 
    New.SetInt(9);
    New = Orig;

    return 0;
}

现在在我的示例中，我想测试我有一个分配了一些内存的对象的场景，在这种情况下：

a New = a("New"); 
New.SetInt(9); // This new's the memory

分配内存，然后当我们说： New = Orig; 我会期望内存泄漏，因为如果我盲目地新建 m_piRandom = new int(*toAssign.m_piRandom); 我会丢失它之前指向的内存。 .

所以我决定在赋值运算符中加入以下内容：

if (m_piRandom)
            {
                // Need to free this memory! 
                delete m_piRandom;
                m_piRandom = NULL;
            }

调用以下代码时（第一行！）a Orig = a("Original"); 会导致代码崩溃，因为它调用复制构造函数（我将其称为赋值运算符以减少重复）并且指针 m_piRandom 是设置为 0xcccccccc。不为空。因此它会尝试删除从未分配的内存。我希望它在到达 New = Orig; 时能够正常工作，因为它会在分配副本之前先删除它。任何人都可以对此有所了解吗，我想我最担心的是 m_piRandom 不是 NULL，我还尝试为默认构造函数定义一个默认为 NULL 的指针，但这没有帮助。为完全人为的代码道歉..

谢谢

Answer 1

您的代码存在问题，您的复制构造函数未初始化您的 int 指针成员，但赋值运算符为其假定了正确的值。因此，在调用赋值运算符之前，只需在复制构造函数中将 int 指针初始化为 0。

Answer 2

您的第一个错误是您根据赋值运算符实现了复制构造函数。复制构造函数基于某个其他对象创建一个新对象，而赋值运算符清除并更改已创建对象的位。

所以，你正确的拷贝构造函数应该是：-

a::a(const a &toCopy) : m_sz(toCopy.m_sz), m_piRandom(new int)
{
    *m_piRandom = toCopy.m_piRandom;
}

实施此操作后，您可以简化赋值运算符：

a& a::operator=(const a &toAssign)
{
    if (this != &toAssign)
    {
        m_sz = toAssign.m_sz;
        if (m_piRandom)           //<<<<< No need to check this as it should always be
        {                         //<<<<< initialized by constructors.
            delete m_piRandom;    
            m_piRandom = NULL;
        }

        m_piRandom = new int(*toAssign.m_piRandom);
    }
    return *this;
}

删除这些冗余后，您的赋值运算符看起来像

a& a::operator=(const a &toAssign)
{
    if (this != &toAssign)
    {
        m_sz = toAssign.m_sz;
        m_piRandom = new int(*toAssign.m_piRandom);
    }
    return *this;
}

Answer 3

发生错误是因为复制构造函数没有初始化m_piRandom。这意味着变量将（很可能）充满垃圾（初始化对象时内存位置的任何内容）。

调用顺序是这样的：

a::a() [doesn not initialize m_piRandom] -> a::operator= -> delete m_piRandom.

修复：

a::a(const a &toCopy)
: m_piRandom{ nullptr } // <---- add this
{
    operator=(toCopy);
}

Edit：您可以使用 copy&swap idiom.

大幅改进赋值运算符

C++ 带指针的拷贝构造函数

C++ copy constructor with pointers

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