Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание
вернуться

Страуструп Бьерн
Шрифт:

v.set(1,99); // устанавливаем v[1] равным 99

v2.set(0,88); // устанавливаем v2[0] равным 88

cout << v.get(0) << ' ' << v2.get(1);

В результате мы получили бы вектор

88
99
. Это не то, к чему мы стремились. Если бы не существовало скрытой связи между объектами
v
и
v2
, то результат был бы равен
0
0
, поскольку мы не записывали никаких значений в ячейку
v[0]
или
v2[1]
. Вы могли бы возразить, что такое поведение является интересным, аккуратным или иногда полезным, но мы не этого ждали, и это не то, что реализовано в стандартном классе
vector
. Кроме того, когда мы вернем результат из функции
f
, произойдет явная катастрофа. При этом неявно будут вызваны деструкторы объектов
v
и
v2
; деструктор объекта
v
освободит использованную память с помощью инструкции

delete[] elem;

И то же самое сделает деструктор объекта

v2
. Поскольку в обоих объектах,
v
и
v2
, указатель
elem
ссылается на одну ту же ячейку памяти, эта память будет освобождена дважды, что может привести к катастрофическим результатам (см. раздел 17.4.6).

18.2.1. Конструкторы копирования

Итак, что делать? Это очевидно: необходимо предусмотреть операцию копирования, которая копировала бы элементы и вызывалась при инициализации одного вектора другим. Следовательно, нам нужен конструктор, создающий копии. Такой конструктор, очевидно, называется копирующим (copy constructor). В качестве аргумента он принимает ссылку на объект, который подлежит копированию. Значит, класс

vector
должен выглядеть следующим образом:

vector(const vector&);

Этот конструктор будет вызываться, когда мы попытаемся инициализировать один объект класса

vector
другим. Мы передаем объект по ссылке, поскольку не хотим (очевидно) копировать аргумент конструктора, который определяет суть копирования. Мы передаем эту ссылку со спецификатором
const
, потому что не хотим модифицировать аргумент (см. раздел 8.5.6). Уточним определение класса
vector
.

class vector {

int sz;

double* elem;

void copy(const vector& arg); // копирует элементы copy

// из arg в *elem

public:

vector(const vector&); // конструктор копирования

// ...

};

Функция-член

copy
просто копирует элементы из вектора, являющегося аргументом.

void vector::copy(const vector& arg)

// копирует элементы [0:arg.sz–1]

{

for (int i = 0; i<arg.sz; ++i) elem[i] = arg.elem[i];

}

Подразумевается, что функции-члену

copy
доступны
sz
элементов как в аргументе
arg
, так и в векторе, в который он копируется. Для того чтобы обеспечить это, мы сделали функцию-член
copy
закрытой. Ее могут вызывать только функции, являющиеся частью реализации класса vector. Эти функции должны обеспечить совпадение размеров векторов.

Конструктор копирования устанавливает количество элементов (

sz
) и выделяет память для элементов (инициализируя указатель
elem
) перед копированием значений элементов из аргумента
vector
.

vector::vector(const vector& arg)

// размещает элементы, а затем инициализирует их путем копирования

:sz(arg.sz), elem(new double[arg.sz])

{

copy(arg);

}

Имея конструктор копирования, мы можем вернуться к рассмотренному выше примеру.

vector v2 = v;

Это определение инициализирует объект

v2
, вызывая конструктор копирования класса
vector
с аргументом
v
. Если бы объект класса
vector
содержал три элемента, то возникла бы следующая ситуация:

Теперь деструктор может работать правильно. Каждый набор элементов будет корректно удален. Очевидно, что два объекта класса

vector
теперь не зависят друг от друга, и мы можем изменять значения элементов в объекте
v
, не влияя на содержание объекта
v2
, и наоборот. Рассмотрим пример.

v.set(1,99); // устанавливаем v[1] равным 99

v2.set(0,88); // устанавливаем v2[0] равным 88

cout << v.get(0) << ' ' << v2.get(1);

Результат равен

0
0
.

Вместо инструкции

vector v2 = v;

мы могли бы написать инструкцию

vector v2(v);

Если объекты

v
(инициализатор) и
v2
(инициализируемая переменная) имеют одинаковый тип и в этом типе правильно реализовано копирование, то приведенные выше инструкции эквивалентны, а их выбор зависит от ваших личных предпочтений.