Конструктор-копировщик

Помимо конструктора и деструктора, компилятор по умолчанию предоставляет также конструктор-копировщик, который вызывается всякий раз, когда нужно создать копию объекта.

Когда объект передается как значение либо в функцию, либо из функции в виде возврата, всегда создается его временная копия. Если в программе обрабатывается объект, созданный пользователем, то для выполнения этих операций вызывается конструктор- копировщик класса, как было показано на предыдущем занятии в листинге 9.6.

Все копировщики принимают только один параметр — ссылку на объект в том же классе. Разумно будет сделать эту ссылку константной, так как конструктор не должен изменять передаваемый в него объект. Например:

CAT(const CAT & theCat);

В данном случае конструктор CAT принимает константную ссылку на объект класса CAT. Цель использования конструктора-копировщика состоит в создании копии объекта theCat.

Копировщик, заданный компилятором по умолчанию, просто копирует все переменные-члены из указанного в параметре объекта в переменные-члены нового объекта. Такое копирование называется поверхностным; и, хотя оно подходит для большинства случаев, могут возникнуть серьезные проблемы, если переменные-члены окажутся указателями на ячейки динамической памяти.

Поверхностное копирование создает несколько переменных-членов в разных объектах, которые ссылаются на одни и те же ячейки памяти. Глубинное копирование переписывает значения переменных по новым адресам.

Например, класс CAT содержит переменную-член theCat, которая указывает на ячейку в области динамической памяти, где сохранено некоторое целочисленное значение. Копировщик по умолчанию скопирует переменную theCat из старого класса CAT в переменную theCat в новом классе CAT. При этом оба объекта будут указывать на одну и ту же ячейку памяти (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Использование копировщика, заданного по умолчанию

Проблемы могут возникнуть, если программа выйдет за область видимости одного из классов CAT. Как уже отмечалось при изучении указателей, назначение деструктора состоит в том, чтобы очищать память от ненужных объектов. Если деструктор исходного класса CAT очистит свои ячейки памяти, а объекты нового класса CAT все так же будут ссылаться на эти ячейки, то над программной нависнет смертельная опасность. Эта проблема проиллюстрирована на рис. 10.2.

Рис. 10.2 Возникновение ошибочного указателя

Чтобы предупредить возникновение подобных проблем, нужно вместо копировщика по умолчанию создать и использовать собственный копировщик, который будет осуществлять глубинное копирование с перемещением значений переменных-членов в новые адреса памяти. Этот процесс показан в листинге 10.5