C++拷贝构造函数(复制构造函数)

有的、已经存在的数据创建出一份新的数据，最终的结果是多了一份相同的数据。

例如，将Word 文档拷贝到U盘去复印店打印，将D 盘的图片拷贝到桌面以方便浏览，将重要的文件上传到百度网盘以防止丢失等，都是「创建一份新数据」的意思。

在C++ 中，拷贝并没有脱离它本来的含义，只是将这个含义进行了“特化”，是指用已经存在的对象创建出一个新的对象。

从本质上讲，对象也是一份数据，因为它会占用内存。

严格来说，对象的创建包括两个阶段，首先要分配内存空间，然后再进行初始化：
∙分配内存很好理解，就是在堆区、栈区或者全局数据区留出足够多的字节。

这个时候的内存还比较“原始”，没有被“教化”，它所包含的数据一般是零值或者随机值，没有实际的意义。

∙初始化就是首次对内存赋值，让它的数据有意义。

注意是首次赋值，再次赋值不叫初始化。

初始化的时候还可以为对象分配其他的资源（打开文件、连接网络、动态分配内存等），或者提前进行一些计算（根据价格和数量计算出总价、根据长度和宽度计算出矩形的面积等）等。

说白了，初始化就是调用构造函数。

很明显，这里所说的拷贝是在初始化阶段进行的，也就是用其它对象的数据来初始化新对象的内存。

那么，如何用拷贝的方式来初始化一个对象呢？其实这样的例子比比皆是，string 类就是一个典型的例子。

1.#include<iostream>
2.#include<string>
ing namespace std;
4.
5.void func(string str){
6.cout<<str<<endl;
7.}
8.
9.int main(){
10.string s1 ="";
11.string s2(s1);
12.string s3 = s1;
13.string s4 = s1 +" "+ s2;
14.func(s1);
15.cout<<s1<<endl<<s2<<endl<<s3<<endl<<s4<<endl;
16.
17.return0;
18.}
运行结果：

s1、s2、s3、s4 以及func() 的形参str，都是使用拷贝的方式来初始化的。

对于s1，表面上看起来是将一个字符串直接赋值给了s1，实际上在内部
进行了类型转换，将const char * 类型转换为string 类型后才赋值的，
这点我们将在《C++转换构造函数》一节中详细讲解。

s4 也是类似的道
理。

对于s1、s2、s3、s4，都是将其它对象的数据拷贝给当前对象，以完成当前对象的初始化。

对于func() 的形参str，其实在定义时就为它分配了内存，但是此时并没有初始化，只有等到调用func() 时，才会将其它对象的数据拷贝给str 以完成初始化。

当以拷贝的方式初始化一个对象时，会调用一个特殊的构造函数，就是拷贝构造函数（Copy Constructor）。

下面的例子演示了拷贝构造函数的定义和使用：
1.#include<iostream>
2.#include<string>
ing namespace std;
4.
5.class Student{
6.public:
7.Student(string name ="",int age =0,float score =0.0f);//普通构造函数
8.Student(const Student &stu);//拷贝构造函数（声明）
9.public:
10.void display();
11.private:
12.string m_name;
13.int m_age;
14.float m_score;
15.};
16.
17.Student::Student(string name,int age,float score):m_name(name),m_age(age),
m_score(score){}
18.
19.//拷贝构造函数（定义）
20.Student::Student(const Student &stu){
21.this->m_name = stu.m_name;
22.this->m_age = stu.m_age;
23.this->m_score = stu.m_score;
24.
25.cout<<"Copy constructor was called."<<endl;
26.}
27.
28.void Student::display(){
29.cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<endl;
30.}
31.
32.int main(){
33.Student stu1("小明",16,90.5);
34.Student stu2 = stu1;//调用拷贝构造函数
35.Student stu3(stu1);//调用拷贝构造函数
36.stu1.display();
37.stu2.display();
38.stu3.display();
39.
40.return0;
41.}
运行结果：
Copy constructor was called.
Copy constructor was called.
小明的年龄是16，成绩是90.5
小明的年龄是16，成绩是90.5
小明的年龄是16，成绩是90.5
第8 行是拷贝构造函数的声明，第20 行是拷贝构造函数的定义。

拷贝构造函数只有一个参数，它的类型是当前类的引用，而且一般都是const 引用。

1) 为什么必须是当前类的引用呢？
如果拷贝构造函数的参数不是当前类的引用，而是当前类的对象，那么在调用拷贝构造函数时，会将另外一个对象直接传递给形参，这本身就是一次拷贝，会再次调用拷贝构造函数，然后又将一个对象直接传递给了形参，将继续调用拷贝构造函数……这个过程会一直持续下去，没有尽头，陷入死循环。

只有当参数是当前类的引用时，才不会导致再次调用拷贝构造函数，这不仅是逻辑上的要求，也是C++ 语法的要求。

2) 为什么是const 引用呢？
拷贝构造函数的目的是用其它对象的数据来初始化当前对象，并没有期望更改其它对象的数据，添加const 限制后，这个含义更加明确了。

另外一个原因是，添加const 限制后，可以将const 对象和非const 对象传递给形参了，因为非const 类型可以转换为const 类型。

如果没有const 限制，就不能将const 对象传递给形参，因为const 类型不能转换为非const 类型，这就意味着，不能使用const
对象来初始化当前对象了。

以上面的Student 类为例，将const 去掉后，拷贝构造函数的原型变为：
此时，下面的代码就会发生错误：
1.const Student stu1("小明",16,90.5);
2.Student stu2 = stu1;
3.Student stu3(stu1);
当然，你也可以再添加一个参数为const 引用的拷贝构造函数，这样就不会出错了。

换句话说，一个类可以同时存在两个拷贝构造函数，一个函数的参数为const 引用，另一个函数的参数为非const 引用。

默认拷贝构造函数
在前面的教程中，我们还没有讲解拷贝构造函数，但是却已经在使用拷贝的方式创建对象了，并且也没有引发什么错误。

这是因为，如果程序员没有显式地定义拷贝构造函数，那么编译器会自动生成一个默认的拷贝构造函数。

这个默认的拷贝构造函数很简单，就是使用“老对象”的成员变量对“新对象”的成员变量进行一一赋值，和上面Student 类的拷贝构造函数非常类似。

对于简单的类，默认拷贝构造函数一般是够用的，我们也没有必要再显式地定义一个功能类似的拷贝构造函数。

但是当类持有其它资源时，如动态分配的内存、打开的文件、指向其他数据的指针、网络连接等，默认拷贝构造函数就不能拷贝这些资源，我们必须显式地定义拷贝构造函数，以完整地拷贝对象的所有数据，这点我们将在《C++深拷贝和浅拷贝》一节中深入讲解。