目录

1.拷贝构造函数是什么

2.拷贝构造函数的基本格式

2.1 默认拷贝构造函数（浅拷贝）

2.2 深拷贝(Deep Copy)

2.3 浅拷贝(Shallow Copy)

2.3 浅拷贝和深拷贝总结

2.友元函数

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1.拷贝构造函数是什么

拷贝构造函数是一个特殊的构造函数，用于在创建新对象时，用已有对象的数据来初始化新对象。拷贝构造函数的典型应用场景包括：

1. 传值参数：当一个对象通过值传递给函数时，编译器会调用拷贝构造函数来创建函数参数的副本。

• 为了将 obj1 传递给 passByValue，C++ 会调用 拷贝构造函数 创建一个新的 MyClass 对象。这个新的对象会有自己的 str，内容是 obj1.str。
• 在 passByValue 函数内部，调用 obj.display() 显示副本对象的数据。
• 注意：obj 是一个副本，函数执行完后，它会被销毁，所做的任何更改都不会影响 obj1。

1. 返回值：当函数返回一个对象时，编译器会用返回的对象来创建一个临时副本，然后将该副本返回给调用者。

• 在 returnByValue 函数中，创建了一个局部对象 temp，它的 str 初始化为 "临时对象"。
• 然后函数通过 return temp; 将 temp 返回给调用者。
• 返回时，C++ 会调用 拷贝构造函数 来创建一个新的对象，这个新对象的内容就是 temp 对象的副本。这里的拷贝构造函数会执行字符串的复制操作，确保新对象拥有自己的 str 数据。

1. 对象初始化：创建新对象并将另一个对象赋值给它时，例如 MyClass obj2 = obj1;

#include <iostream>
#include <cstring>class MyClass {char* str;public:// 普通构造函数MyClass(const char* s) {str = new char[strlen(s) + 1];strcpy(str, s);std::cout << "调用普通构造函数" << std::endl;}// 拷贝构造函数MyClass(const MyClass &obj) {str = new char[strlen(obj.str) + 1];strcpy(str, obj.str);std::cout << "调用拷贝构造函数" << std::endl;}// 显示字符串void display() const {std::cout << "字符串内容: " << str << std::endl;}// 析构函数~MyClass() {delete[] str;}
};// 示例 1：传值参数
void passByValue(MyClass obj) {obj.display();
}// 示例 2：返回值
MyClass returnByValue() {MyClass temp("临时对象");return temp;
}int main() {// 示例 3：对象初始化MyClass obj1("Hello");  // 调用普通构造函数MyClass obj2 = obj1;    // 调用拷贝构造函数 (对象初始化)// 示例 1：传值参数passByValue(obj1);  // 调用拷贝构造函数 (传值参数)// 示例 2：返回值MyClass obj3 = returnByValue();  // 调用拷贝构造函数 (返回值)obj1.display();obj2.display();obj3.display();return 0;
}

2.拷贝构造函数的基本格式

拷贝构造函数的格式如下：

ClassName(const ClassName &other);

这里的参数 other 是对同类型对象的常量引用，

使用引用的原因是避免在传参时调用拷贝构造函数，导致递归调用；而使用常量引用可以避免修改原对象。

如果other 是传值传递的，也就是说，编译器需要创建 other 的副本。而为了创建这个副本，编译器会再次调用拷贝构造函数——这样就会导致递归调用，拷贝构造函数会一遍一遍地自己调用自己，最终导致栈溢出错误

2.1 默认拷贝构造函数（浅拷贝）

如果没有定义拷贝构造函数，编译器会生成一个默认拷贝构造函数，对每个数据成员进行浅拷贝。浅拷贝的方式是逐个复制数据成员，即将源对象的每个成员变量直接赋值给新对象。

浅拷贝对包含指针的类可能不适用。如果类中包含动态分配的资源（例如 new 分配的内存），浅拷贝会导致新旧对象指向相同的内存，可能导致一些问题：

• 双重释放：如果两个对象指向同一块内存，当一个对象析构时会释放这块内存，而当另一个对象析构时会再次尝试释放这块内存，从而引发错误。
• 数据混乱：如果一个对象修改了内存的内容，那么另一个对象也会受影响，因为它们共享同一块内存。

为了避免这些问题，通常需要自定义拷贝构造函数。

2.2 深拷贝(Deep Copy)

深拷贝会创建一个新内存区域，并复制实际的数据到新内存，这样两个对象互不影响。深拷贝适用于包含指针成员的类。

#include <iostream>
#include <cstring>class DeepCopyClass {
public:char* data;// 构造函数DeepCopyClass(const char* str) {data = new char[strlen(str) + 1];strcpy(data, str);}// 深拷贝构造函数DeepCopyClass(const DeepCopyClass &obj) {data = new char[strlen(obj.data) + 1];strcpy(data, obj.data); // 复制实际内容}~DeepCopyClass() {delete[] data;}
};int main() {DeepCopyClass obj1("Hello");DeepCopyClass obj2 = obj1; // 调用深拷贝构造函数// 修改 obj2 的数据strcpy(obj2.data, "World");std::cout << "obj1 数据: " << obj1.data << std::endl; // 输出 "Hello"，因为两者独立std::cout << "obj2 数据: " << obj2.data << std::endl;return 0;
}

2.3 浅拷贝(Shallow Copy)

浅拷贝仅复制对象的非动态内存内容或指针的地址。这意味着：

• 浅拷贝会将指针地址复制到新对象中，但不会创建新内存。新对象的指针与原对象指向相同的内存区域。
• 如果两个对象共享同一内存区域时，一个对象的修改会影响另一个对象。
• 当程序试图释放内存时，会因为多次释放相同的内存而导致悬挂指针或内存泄漏问题。

#include <iostream>
#include <cstring>class ShallowCopyClass {
public:char* data;// 构造函数ShallowCopyClass(const char* str) {data = new char[strlen(str) + 1];strcpy(data, str);}// 浅拷贝构造函数ShallowCopyClass(const ShallowCopyClass &obj) {data = obj.data; // 仅复制指针地址（浅拷贝）}~ShallowCopyClass() {delete[] data;}
};int main() {ShallowCopyClass obj1("Hello");ShallowCopyClass obj2 = obj1; // 调用浅拷贝构造函数// 修改 obj2 的数据strcpy(obj2.data, "World");std::cout << "obj1 数据: " << obj1.data << std::endl; // 输出 "World"，因为两者共享相同内存std::cout << "obj2 数据: " << obj2.data << std::endl;return 0;
}

2.3 浅拷贝和深拷贝总结

特性	浅拷贝	深拷贝
内存分配	复制指针地址，指向同一内存	分配新内存，复制数据
内存管理	共用同一内存，容易出现问题	各自独立，互不影响
适用场景	不涉及动态内存分配的简单对象	含指针成员的复杂对象
示例	复制地址，仅共享数据	复制内容，独立内存

2.友元函数

友元函数（Friend Function）是一种特殊的函数，可以访问类的私有（private）和保护（protected）成员，即使它不是该类的成员函数。通常，在面向对象编程中，类的私有和保护成员只能被该类的成员函数或子类访问，而友元函数则打破了这个限制，允许非成员函数访问类的私有和保护成员。

友元函数的定义方式是在类内部使用关键字 friend 声明该函数

  #include <iostream>
using namespace std;class Box {
private:int width;public:Box() : width(0) {}// 将 friend 关键字用于函数声明，使其成为友元函数friend void setWidth(Box &box, int w);
};// 友元函数定义
void setWidth(Box &box, int w) {// 可以直接访问 Box 类的私有成员 widthbox.width = w;
}int main() {Box box;setWidth(box, 10);  // 调用友元函数return 0;
}

setWidth 是 Box 类的友元函数，虽然它不是 Box 类的成员函数，但可以直接访问 Box 类的私有成员 width。

通过友元函数，可以实现：访问私有和保护成员：在特定情况下，让非成员函数或其他类可以访问类的私有和保护成员。