[c++]關於拷貝構造函數和析構函數執行次數的思考

来源:https://www.cnblogs.com/feixianxing/archive/2022/08/05/cpp-class-constructor-function.html
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前言 最近在學習C++的類如何構造,在W3Cschool上看到關於拷貝構造函數的一個例子,記錄一下。 案例背景 這篇文章大致是構造瞭如下的一個Line類: class Line{ public: int getLength(void); Line(int len); // 簡單構造函數 Line(c ...


前言

最近在學習C++的類如何構造,在W3Cschool上看到關於拷貝構造函數的一個例子,記錄一下。

案例背景

這篇文章大致是構造瞭如下的一個Line類:

class Line{
    public:
        int getLength(void);
        Line(int len);          // 簡單構造函數
        Line(const Line &obj);  // 拷貝構造函數
        ~Line();                // 析構函數

    private:
        int *ptr;   //指向length
};

其中構造函數和析構函數的定義如下:

  • 簡單構造函數:
Line::Line(int len){
    cout<< "Normal constructor allocating ptr." <<endl;
    // 為指針分配記憶體
    ptr = new int;
    *ptr = len;
}
  • 拷貝構造函數:
Line::Line(const Line &obj){
    cout<< "Copy constructor allocating ptr." <<endl;
    ptr = new int;
    // copy the value
    //這裡右式的運算順序是先獲取obj.ptr,再用'*'取值.
    //因為是複製值,而不是複製地址,所以'='兩邊都要加上'*',
    //否則,多個Line對象的長度都會被綁定到一起。
    *ptr = *obj.ptr;
}
  • 析構函數(在對象被銷毀時執行):
Line::~Line(void){
    cout<< "Freeing memory!"<<endl;
    delete ptr;
}
  • 獲取Line對象的長度,直接返回指針指向的int類型數據
int Line::getLength(void){
    return *ptr;
}
  • 定義一個display函數,用於輸出Line對象的長度:
void display(Line obj){
    cout<< "Length of line : "<<obj.getLength() <<endl;
}

正文

對於以下main函數的內容:

int main(){
    Line line1(10);
    Line line2(line1);  //這裡調用了拷貝構造函數

    display(line1);
    display(line2);

    return 0;
}

預期的輸出是:

Normal constructor allocating ptr.
Copy constructor allocating ptr.
Length of line : 10
Length of line : 10
Freeing memory!
Freeing memory!

但實際輸出是:
拷貝構造函數析構函數被調用了好幾次

Normal constructor allocating ptr.
Copy constructor allocating ptr.
Copy constructor allocating ptr.
Length of line : 10
Freeing memory!
Copy constructor allocating ptr.
Length of line : 10
Freeing memory!
Freeing memory!
Freeing memory!

分析

在設置斷點和調試代碼之後,發現原因:

  • display函數的函數參數是值傳遞,也就是說在調用時會創建函數參數(Line對象)的副本,並且display函數執行完之後,副本會被刪除。
  • 也就是說,每執行一次display函數,都會觸發對拷貝構造函數析構函數的調用,就會輸出如下的文本:
Copy constructor allocating ptr.
Length of line : 10
Freeing memory!
  • 而輸出結尾的兩個Freeing memory!是由於C/C++的局部變數是存儲在棧區stack的。棧區由編譯器自動分配和釋放記憶體。
  • 當程式執行到return 0;的時候,局部變數line1line2被銷毀,故析構函數被調用。
  • 並且需要註意的是,這兩個輸出的順序是:
Freeing memory!		--> 對應line2的銷毀
Freeing memory!		--> 對應line1的銷毀
  • 這是因為變數是存儲在棧區中的,遵循FILO(First In, Last Out)的順序。

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