条款 11: 为需要动态分配内存的类声明一个拷贝构造函数和一个赋值操作符

前言

几乎所有的类都有一个或多个构造函数，一个析构函数和一个赋值操作符。

构造函数控制对象生成时的基本操作，并保证对象被初始化；析构函数摧毁一个对象并保证它被彻底清除；赋值操作符则给对象一个新的值。在这些函数上出错就会给整个类带来无尽的负面影响，所以一定要保证其正确性。

class String {
public:
 String(const char *value);
 ~String();
 ... // 没有拷贝构造函数和 operator=
private:
 char *data;
};
String::String(const char *value)
{
 if (value) {
 data = new char[strlen(value) + 1];
 strcpy(data, value);//从常量区拷贝字符串到堆区
 } else {
 data = new char[1];
 *data = '\0';
 }
}
inline String::~String() { delete [] data; }

如果这样定义两个对象：

String a("Hello");
String b("World");
其结果就会如下所示：
a: data——> "Hello\0" //对象 a 的内部是一个指向包含字符串"Hello"的内存的指针
b: data——> "World\0"//对象b类似对象a

赋值操作符

如果进行下面的赋值：b = a; 会怎样? 
因为没有自定义的operator=，C++会生成并调用一个缺省的 operator=操作符（见条款 45）。
缺省的赋值操作符会执行从 a 的成员到 b 的成员的逐个成员的赋值操作，
对指针(a.data 和 b.data) 来说就是逐位拷贝，指针本身值拷贝，并不是将指针指向的内容拷贝。

问题1. b 曾指向的内存永远不会被删除，因而会永远丢失。这是产生内存泄漏的典型例子。

问题2.a 和 b 包含的指针指向同一内存空间，只要其中一个离开了它的生存空间，

其析构函数就会删除掉另一个指针还指向的那块内存。

拷贝构造函数

String a("Hello"); // 定义并构造 a
{ 
 String b("World"); // 定义并构造 b
 ...
 b = a; // 执行 operator=,丢失 b 的内存
} // b离开生存空间, 调用析构函数，此时会影响到对象a，因为b析构时会删除a中data指针指向的内存
String c = a; //拷贝构造函数, c.data 的值不能确定!
 // a.data 已被删除

因为没有自定义的拷贝构造函数，c++也会生成并调用缺省的拷贝构造函数对对象进行逐位拷贝。这会导致同样的问题，但不用担心内存泄漏，因为被初始化的对象还不能指向任何的内存。不过，假如 c 被 a 初始化后，c.data 和 a.data 指向同一个地方，那这个地方会被删除两次：一次在 c 被摧毁时，另一次在 a 被摧毁时。

拷贝构造函数的情况和赋值操作符还有点不同。在传值调用的时候，它会产生问题。当然正如条款 22 所说明的，一般很少对对象进行传值调用，但还是看看下面的例子：

void doNothing(String localString) {}
String s = "The Truth Is Out There";
doNothing(s);

一切好象都很正常。但因为被传递的 localString 是一个值，它必须从 s 通过（缺省）拷贝构造函数进行初始化。于是 localString 拥有了一个 s 内的指针的拷贝。当 doNothing 结束运行时，localString 离开了其生存空间，调用析构函数。其结果也将是：s 包含一个指向 localString 早已删除的内存的指针。

顺便指出，用 delete 去删除一个已经被删除的指针，其结果是不可预测的。

所以即使 s 永远也没被使用，当它离开其生存空间时也会带来问题。

解决这类指针混乱问题的方案在于，只要类里有指针时，就要写自己版本的拷贝构造函数和赋值操作符函数。

在这些函数里，你可以拷贝那些被指向的数据结构，从而使每个对象都有自己的拷贝；或者可以采用某种引用计数机制（见条款 M29）去跟踪当前有多少个对象指向某个数据结构。引用计数方法更复杂，而且它要求构造函数和析构函数内部做更多的工作，但在某些（虽然不是所有）程序里，它会大量节省内存并切实提高速度。

对于有些类，当实现拷贝构造函数和赋值操作符非常麻烦的时候，特别是可以确信程序中不会做拷贝和赋值操作的时候，去实现它们就会相对来说有点得不偿失。那当现实中去实现它们又不切实际的情况下，该怎么办呢？

很简单，照本条款的建议去做：可以只声明这些函数（声明为 private 成员）而不去定义（实现）它们。这就防止了会有人去调用它们，也防止了编译器去生成它们。关于这个俏皮的小技巧，参见条款 27。