ユーザー定義のコピー コンストラクターはどのような場合に必要ですか?

コピー コンストラクターは C オブジェクト指向プログラミングに不可欠であり、既存のインスタンスに基づいてオブジェクトを初期化する手段を提供します。通常、コンパイラはクラスのデフォルトのコピー コンストラクターを生成しますが、カスタマイズが必要なシナリオもあります。

ユーザー定義のコピー コンストラクターが必要なシナリオ

デフォルトのコピー コンストラクターが不十分な場合、プログラマはカスタムのコピー動作を実現するためのユーザー定義のコピー コンストラクター。これは、デフォルトのコピー コンストラクターによって実行されるメンバーごとのコピーが必要な要件を満たせない状況では特に重要です。

例 1: 動的に割り当てられたデータのディープ コピー

次のコードに示すように、動的に割り当てられたメンバー変数を持つクラスを考えます。

class Class {
public:
    Class(const char* str);
    ~Class();

private:
    char* stored;
};

Class::Class(const char* str) {
    stored = new char[strlen(str)   1];
    strcpy(stored, str);
}

Class::~Class() {
    delete[] stored;
}

この例では、格納されたメンバーのメンバーごとのコピーはポインターのみを複製し、実際の文字バッファーは複製しません。その結果、コピーの 1 つが破棄されると、もう 1 つのコピーによって割り当てられた同じメモリが解放され、未定義の動作が発生します。この問題を解決するには、ディープ コピー コンストラクターを実装してバッファを複製し、各コピーに独自の独立したメモリ割り当てが確保されるようにする必要があります。

Class::Class(const Class& another) {
    stored = new char[strlen(another.stored)   1];
    strcpy(stored, another.stored);
}

void Class::operator=(const Class& another) {
    char* temp = new char[strlen(another.stored)   1];
    strcpy(temp, another.stored);
    delete[] stored;
    stored = temp;
}

例 2: 参照カウントされたオブジェクトのコピーの制御

特定のクラスは、動的に割り当てられたオブジェクトの存続期間を管理するために参照カウントを使用する場合があります。このようなクラスをデフォルトでコピーすると、参照カウントが不正確になります。カスタム コピー コンストラクターを使用すると、適切な参照カウントを確保し、メモリ リークや早期のオブジェクト破壊を防ぐことができます。

例 3: コピー不可能なメンバーを持つオブジェクトのコピー

クラスには、コピーできないメンバーが含まれる場合があります。 -ファイルハンドルやネットワーク接続などのコピー可能なメンバー変数。デフォルトのコピー コンストラクターはそのようなメンバーを処理できないため、コピー中にコピー不可能なメンバーを切り離すなどの適切なアクションを実行するカスタム コピー コンストラクターが必要になります。

これらのシナリオを理解することで、プログラマはユーザー定義のコピー コンストラクターが不可欠な状況を効果的に識別できます。 C アプリケーション内で最適なオブジェクトの初期化と安全なコピー動作を保証します。