Копирующая инициализация в C++ / Ravesli

Рассмотрим следующую строку кода:

int a = 7;

1	int a = 7;

Здесь используется копирующая инициализация для инициализации целочисленной переменной a значением 7. С обычными переменными всё просто. Однако с классами дела обстоят несколько сложнее, поскольку в их инициализации используются конструкторы. На этом уроке мы рассмотрим использование копирующей инициализации с классами.

Использование копирующей инициализации с классами

Рассмотрим следующую программу:

#include <iostream> 
#include <cassert>
 
class Drob
{
private:
    int m_numerator;
    int m_denominator;
 
public:
    // Конструктор по умолчанию
    Drob(int numerator=0, int denominator=1) :
        m_numerator(numerator), m_denominator(denominator)
    {
        assert(denominator != 0);
    }
 
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Drob &d1);
};
 
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Drob &d1)
{
	out << d1.m_numerator << "/" << d1.m_denominator;
	return out;
}

int main()
{
    Drob seven = Drob(7); 
    std::cout << seven;
    return 0;
}

#include <iostream>

#include <cassert>

class Drob

{

private:

int m_numerator;

int m_denominator;

public:

// Конструктор по умолчанию

Drob(int numerator=0, int denominator=1) :

m_numerator(numerator), m_denominator(denominator)

{

assert(denominator != 0);

}

friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Drob &d1);

};

std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Drob &d1)

{

out << d1.m_numerator << "/" << d1.m_denominator;

return out;

}

int main()

{

Drob seven = Drob(7);

std::cout << seven;

return 0;

}

Результат выполнения программы:

7/1

Форма копирующей инициализации в языке C++ в вышеприведенном примере обрабатывается точно так же, как и следующая:

		Drob seven(Drob(7));

1	Drob seven(Drob(7));

А, как мы уже знаем из предыдущего урока, это может привести к вызову как Drob(int, int), так и конструктора копирования Drob (который может быть проигнорирован). Однако, поскольку гарантии на 100% игнорирования конструктора копирования не предоставляется, то лучше избегать использования копирующей инициализации при работе с классами и вместо нее использовать прямую инициализацию или uniform-инициализацию, так как в случае с использованием конструктора копирования у вас может получиться следующий результат:

7

Вместо необходимого:

7/1

Так как в конструкторе копирования (который язык C++ предоставит автоматически) значения по умолчанию для m_denominator не будет.

Правило: Избегайте использования копирующей инициализации при работе с классами, вместо нее используйте uniform-инициализацию.

Другие применения копирующей инициализации

Когда вы передаете или возвращаете объект класса по значению, то в этом процессе используется копирующая инициализация. Рассмотрим следующую программу:

#include <iostream> 
#include <cassert>
 
class Drob
{
private:
	int m_numerator;
	int m_denominator;
 
public:
    // Конструктор по умолчанию
    Drob(int numerator=0, int denominator=1) :
        m_numerator(numerator), m_denominator(denominator)
    {
        assert(denominator != 0);
    }
 
    // Конструктор копирования
	Drob(const Drob &copy) :
		m_numerator(copy.m_numerator), m_denominator(copy.m_denominator)
	{
		// Нет необходимости выполнять проверку denominator здесь, так как она осуществляется в конструкторе по умолчанию
		std::cout << "Copy constructor worked here!\n"; // просто чтобы показать, что это работает
	}
 
	friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Drob &d1);
        int getNumerator() { return m_numerator; }
        void setNumerator(int numerator) { m_numerator = numerator; }
};
 
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Drob &d1)
{
	out << d1.m_numerator << "/" << d1.m_denominator;
	return out;
}
 
Drob makeNegative(Drob d) // правильно было бы здесь использовать константную ссылку
{
    d.setNumerator(-d.getNumerator());
    return d;
}
 
int main()
{
    Drob sixSeven(6, 7);
    std::cout << makeNegative(sixSeven);
 
    return 0;
}

#include <iostream>

#include <cassert>

class Drob

{

private:

int m_numerator;

int m_denominator;

public:

// Конструктор по умолчанию

Drob(int numerator=0, int denominator=1) :

m_numerator(numerator), m_denominator(denominator)

{

assert(denominator != 0);

}

// Конструктор копирования

Drob(const Drob &copy) :

m_numerator(copy.m_numerator), m_denominator(copy.m_denominator)

{

// Нет необходимости выполнять проверку denominator здесь, так как она осуществляется в конструкторе по умолчанию

std::cout << "Copy constructor worked here!\n"; // просто чтобы показать, что это работает

}

friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Drob &d1);

int getNumerator() { return m_numerator; }

void setNumerator(int numerator) { m_numerator = numerator; }

};

std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Drob &d1)

{

out << d1.m_numerator << "/" << d1.m_denominator;

return out;

}

Drob makeNegative(Drob d) // правильно было бы здесь использовать константную ссылку

{

d.setNumerator(-d.getNumerator());

return d;

}

int main()

{

Drob sixSeven(6, 7);

std::cout << makeNegative(sixSeven);

return 0;

}

Здесь функция makeNegative() принимает объект класса Drob по значению и возвращает его так же по значению. Результат выполнения программы:

Copy constructor worked here! Copy constructor worked here! -6/7

Первый вызов конструктора копирования выполнится при передаче sixSeven в качестве аргумента в параметр d функции makeNegative(). Второй вызов выполнится при возврате объекта из функции makeNegative() обратно в функцию main(). Таким образом, объект sixSeven копируется дважды.

В примере, приведенном выше, компилятор не может проигнорировать использование конструктора копирования как в передаче аргумента по значению, так и в его возврате. Однако в некоторых случаях, если аргумент или возвращаемое значение соответствуют определенным критериям, компилятор может проигнорировать использование конструктора копирования. Например:

#include <iostream>

class Something
{
};
 
Something boo() 
{
  Something x;
  return x;
}
 
int main()
{
  Something x = boo();
  return 0;
}

#include <iostream>

class Something

{

};

Something boo()

{

Something x;

return x;

}

int main()

{

Something x = boo();

return 0;

}

В этом случае компилятор, скорее всего, проигнорирует использование конструктора копирования, хоть объект x и возвращается по значению.

Оценить статью:

(165 оценок, среднее: 4,71 из 5)

Загрузка...

Комментариев: 9

Павел:

5 сентября 2021 в 13:37

Не совсем ясно, почему "в конструкторе копирования (который язык C++ предоставит автоматически) значения по умолчанию для m_denominator не будет." если будет создан анонимный объект, для чего будет вызван конструктор по умолчанию с проверкой на 0. Даже в предыдущем уроке в явно предоставленном конструкторе копирования есть комментарий "// Нет необходимости выполнять проверку denominator здесь, так как она осуществляется в конструкторе по умолчанию".

Ответить
1. Ninedenon:
  
  19 апреля 2022 в 16:19
  
  Дело в почленной инициализации, объект копия копирует члены объекта оригинала
  
  Ответить
27th:

2 февраля 2021 в 15:59

В разделе: "Другие применения копирующей инициализации"
в коде на 37 строке есть комментарий: "// правильно было бы здесь использовать константную ссылку". Вопрос: Почему?
Константная ссылка не позволит нам использовать функцию-член setNumerator().

Ответить
Валерий:

16 мая 2019 в 16:16

Поддержу предыдущего оратора. И добавлю.
Результат 7 получиться никак не может.
Кто откусил вывод косой и знаменателя. Оператор << никак не меняется.
Скорее всего речь идет о выводе 7/0.

Ответить
1. Андрей:
  
  30 ноября 2019 в 12:15
  
  Да что-то и 7/0, наверное, никогда не получится. В случае конструктора копирования будет создан анонимный объект, конструктор для него знаменатель укажет 1 (по умолчанию), а потом конструктор копирования (компилятора) сделает присвоение из анонимного объекта каждому члену (числителю и знаменателю) для вновь создаваемого объекта .
  
  Ответить
  1. Grave18:
    
    15 июля 2021 в 17:11
    
    В Debug версии вызывается конструктор по умолчанию один раз, а в Release версии даже конструктор вызываться не будет, все сразу на консоль выведется, судя Disassembly в VS2019. Сложно вот так на вид судить, что там компилятор вызывает, пока сам не посмотришь.
    
    Ответить
WJ:

25 апреля 2019 в 19:04

Немного не понятно, как следующий код:

Drob seven(Drob(7));

1

Drob seven(Drob(7));

может выдать результат 7 в случае если не будет оптимизации?

При вызове Drob(int, int) получим m_numerator = 7 и m_denominator = 1 в анонимном объекте, которые почленно скопируются дефолтным конструктором копирования в seven

Ответить
1. Surprizze:
  
  3 августа 2022 в 02:28
  
  Наверное этот парень уже прошел все уроки, но отвечу все равно.
  
  Речь шла не об:
  
  Drob seven(Drob(7));
  
  1
  
  Drob seven(Drob(7));
  
  а об:
  
  Drob seven = Drob(7);
  
  1
  
  Drob seven = Drob(7);
  
  в последнем случае результат может быть 7, так как конструктор который мы указали не вызовется(вызовется копирующий конструктор, в котором мы не указали параметры по умолчанию).
  
  Ответить
  1. Максим:
    
    25 августа 2022 в 12:48
    
    Копирующий конструктор, который не явно будет предоставлен классу, выполняет почленное копирование. Значит Drob seven должна быть 7/1. Разве не так?
    
    Ответить