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C++ 对象模型：拷贝构造函数的深度探讨

1. 拷贝构造函数的合成生成

在C++中，编译器会自动为类生成拷贝构造函数，但只有在特定情况下才会生效。以下是两种关键情况：

例如：

#include 
   
    using namespace std;class A {public:    int m_test;};int main() {    A mya1;    mya1.m_test = 15;    A mya2 = mya1;    return 0;}
   

此处，编译器会自动生成拷贝构造函数，负责复制基本数据类型的成员变量值。

当类包含复合对象（如ASon类和CTB类成员变量）时，编译器会递归复制每个成员变量的值。例如：

class ASon {public:    int m_testson;};class A {public:    int m_test;    ASon asubobj;    CTB m_ctb;};int main() {    A mya1;    mya1.m_test = 15;    mya1.asubobj.m_testson = 120;    A mya2 = mya1;    return 0;}

编译器会为A类生成拷贝构造函数，调用CTB类的拷贝构造函数。

2. 拷贝构造函数的调用时机与作用

拷贝构造函数在以下情况下被调用：

• 当使用=操作符进行拷贝赋值时。
• 当使用new或delete操作符进行内存管理时。

例如：

class X {public:    int m_i;    int* p_mi;    X() {        m_i = 0;        p_mi = new int(100);        cout << "X类的构造函数被调用" << endl;    }    X(const X& tmp) {        m_i = tmp.m_i;        cout << "X类的拷贝构造函数被调用" << endl;    }    ~X() {        delete p_mi;        cout << "X类的析构函数被调用" << endl;    }    X(int value) : m_i(value) {        p_mi = new int(100);        cout << "X类的X(int)构造函数被调用" << endl;    }};int main() {    X x0;    x0.m_i = 150;    X x1(x0);    cout << x1.m_i << endl;    return 0;}

输出：

150

3. 深拷贝与浅拷贝

浅拷贝仅复制对象的值，而不复制指向外部资源（如内存）的指针。深拷贝则确保所有嵌套对象也被复制。

例如：

class X {public:    int m_i;    int* p_mi;    X() {        m_i = 0;        p_mi = new int(100);        cout << "X类的构造函数被调用" << endl;    }    ~X() {        delete p_mi;        cout << "X类的析构函数被调用" << endl;    }    X(int value) : m_i(value) {        p_mi = new int(100);        cout << "X类的X(int)构造函数被调用" << endl;    }};int main() {    X x0;    x0.m_i = 150;    X x1(x0);    // 浅拷贝：x1.m_i = 150    cout << x1.m_i << endl;    return 0;}

此处，x1和x0的p_mi指向同一块内存。如果x0被释放，x1的p_mi指针将失效，导致内存泄漏。

4. 拷贝复制运算符与拷贝构造函数

默认情况下，C++支持对象的拷贝复制，但在某些情况下（如资源管理），需要自定义拷贝构造函数和拷贝赋值运算符。

例如：

#include 
   
    using namespace std;class A {public:    int m_i, m_j;    A& operator=(const A& tmp) {        m_i = tmp.m_i;        m_j = tmp.m_j;        cout << "A::operator=(const A&)拷贝赋值运算符执行了" << endl;        return *this;    }    A(const A& tmp) {        m_i = tmp.m_i;        m_j = tmp.m_j;        cout << "A::A(const A&)拷贝构造函数执行了" << endl;    }    A() {        cout << "A::A()缺省构造函数执行了" << endl;    }};int main() {    A aobj;    aobj.m_i = 15;    aobj.m_j = 20;    A aobj2 = aobj;    A aobj3;    aobj3.m_i = 13;    aobj3.m_j = 16;    aobj2 = aobj3;    return 0;}
   

默认复制行为可以满足基本需求，但在资源管理和异常安全中，自定义拷贝构造函数和拷贝赋值运算符至关重要。

结论

通过上述内容，我们可以看到：