【C++】C++问题——显式构造函数、常量引用返回值、深浅拷贝

explicit构造函数

所有的单参数的构造函数都必须是explicit的，以避免后台的类型转换。否则，一些宽松的规则将允许在没有显示类型转换操作的情况下进行类型转换。

A a;
a = 37;

上面的代码构造了一个A对象a，并进行赋值。该赋值语句不能正常工作，因为在赋值符号右侧并不是另一个A对象。

然而，C++拥有宽松的规则，通常，单参数构造函数定义了一个隐式类型转换(implicit type conversion)，该转换创建了一个临时对象，从而使赋值(或函数参数)变成兼容的。

在本例中，编译器试图将a = 37;转换成A temp(37); a = temp;

临时对象的构造也可以通过使用单参数构造函数来实现。使用explicit意味着单参数构造函数不能用来创建隐式临时对象。

参数传递小结

按值调用适用于不被函数更改的小对象

按常量引用调用适用于不被函数更改的大对象

引址调用适用于所有可以被函数更改的对象

按常量引用返回

如果返回的对象是类类型，使用按常量引用返回可以节省复制的开销。这里的const是指返回的对象自身不能修改。

如果你想从常量成员函数中通过引用返回this对象的一个成员，你应该使用常量引用来返回它，即const X& 。也就是说你想通过引用返回的东西如果从逻辑上来讲是this对象的一部分(与它是否在物理上嵌入在this对象中无关)，那么常量方法需要通过常量引用或者通过值来返回，而不能通过非常量引用返回。

下面给出一个例子：

const string & findMax(const vector<string> & arr)
{
    int maxIndex = 0;
    for(int i=1;i<arr.size();i++)
        if(arr[maxIndex] < arr[i])
            maxIndex = i;
    return arr[maxIndex];
}

这里，表达式arr[maxIndex]索引的vector是在findMax外部的，并且存在时间长于调用返回的时间，这在函数返回时，返回的表达式依然有效，所以可以用常量引用返回。

operator[]

下面的程序我们来讨论一下返回引用和常量引用。

这个程序的意思是，如果有一个matrix m，那么m[i]就应该返回一个对应的matrix m的行i的向量。

operator[]应该返回vector的实体。返回引用的话可以减少对象复制的消耗。

#include <vector>
using namespace std;
template <typename Object>
class matrix
{
    public:
    ...
    const vector<Object> & operator[](int row) const
    {
        return array[row];
    }
    vector<Object> & operator[](int row)
    {
        return array[row];
    }

    ...
    private:
    vector< vector<Object> > array;
}

如果operator[]返回常量引用，那么返回的引用不能成为左值；如果仅仅只是为了访问矩阵的值，返回的不是常量向量又不能算是优秀的设计。

所以，实际需要的是operator[]返回一个常量引用和一个普通引用两个版本。但返回值不算是函数签名的一部分，而const是签名的一部分，所以将返回常量引用的访问函数设定为const成员函数。于是，我们可以使访问函数版本的operator[]返回常量引用，而修改函数版本的则返回简单引用。

数据成员是指针的类

假设类仅包含一个指针数据类型，并且这个指针指向一个动态分配地址的对象。默认的析构函数不对指针进行任何操作。而且，复制构造函数和operator=都不复制指针所指向的对象，而是简单地复制指针的值。这样一来，就得到了两个类实例，它们包含的指针都指向了同一个对象。这被称为浅复制（shallow copy，指针被复制而不是指针所指的对象被复制）。

一般，我们期望得到的是对整个对象进行克隆的深复制（deep copy）。于是，当一个类含有的数据成员为指针并且深复制很重要的时候，一般的做法就是必须实现析构函数、operator=和复制构造函数。

参考资料

常量函数、常量引用参数、常量引用返回值C++

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