Quando é necessário um construtor de cópia definido pelo usuário?

Os construtores de cópia são essenciais para a programação orientada a objetos C, fornecendo um meio de inicializar objetos com base em instâncias existentes. Embora o compilador normalmente gere construtores de cópia padrão para classes, há cenários em que a personalização é necessária.

Cenários que exigem um construtor de cópia definido pelo usuário

Quando o construtor de cópia padrão é insuficiente, os programadores optam por construtores de cópia definidos pelo usuário para obter um comportamento de cópia personalizado. Isso é especialmente crucial em situações em que a cópia por membro, conforme realizada pelo construtor de cópia padrão, não atende aos requisitos desejados.

Exemplo 1: Cópia profunda de dados alocados dinamicamente

Considere uma classe com uma variável de membro alocada dinamicamente, conforme ilustrado no código a seguir:

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;
}

Neste exemplo, a cópia do membro armazenado por membro apenas duplicaria o ponteiro, não o buffer de caracteres real. Como resultado, quando uma das cópias é destruída, a mesma memória alocada pela outra cópia será liberada, levando a um comportamento indefinido. Para resolver esse problema, um construtor de cópia profunda deve ser implementado para duplicar o buffer, garantindo que cada cópia tenha sua própria alocação de memória independente:

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;
}

Exemplo 2: Controlando a cópia de objetos contados por referência

Certas classes podem empregar contagem de referência para gerenciar a vida útil de objetos alocados dinamicamente. A cópia padrão de tais classes leva a contagens de referência incorretas. Um construtor de cópia personalizado pode garantir a contagem de referência adequada, evitando vazamentos de memória ou destruição prematura de objetos.

Exemplo 3: Copiando objetos com membros não copiáveis

As classes podem ter não -variáveis ​​de membro copiáveis, como identificadores de arquivo ou conexões de rede. Os construtores de cópia padrão não podem lidar com esses membros, exigindo que os construtores de cópia personalizados executem ações adequadas, como desanexar membros não copiáveis ​​durante a cópia.

Ao compreender esses cenários, os programadores podem identificar efetivamente situações em que os construtores de cópia definidos pelo usuário são essenciais, garantindo inicialização ideal de objetos e comportamento de cópia seguro em seus aplicativos C.