使用指向自己的类的指针复制构造函数[关闭]

Question

假设我们有这样一个类：

class C
{
public:
  C() {}
  virtual ~C() noexcept { if (c) { delete c; } }

protected:
  int a;
  float b;
  C* c;
}

您将如何正确实现复制和移动构造函数？通常你只会调用需要复制的对象的复制构造函数，但由于它是同一个类，你将如何正确处理呢？

Answer 1

您将如何正确实现复制和移动构造函数？

移动很容易：将受害者的指针复制到目标，然后将受害者的指针设为空，以表明它不再拥有任何东西。当然，还要复制其他值。

对于复制，您需要选择所需的语义：唯一所有权（在这种情况下不允许复制）、共享所有权（在这种情况下增加引用计数，并更改析构函数以减少它）、深度复制（在这种情况下分配一个新对象，复制旧对象），或其他东西。

通常你只会调用需要复制的对象的复制构造函数，但由于它是同一个类，你将如何正确处理呢？

这不一定是个问题。如果指针链在某处结束，您最终只会递归地复制该链上的所有内容；尽管最好编写一个循环以避免无限递归。如果它没有结束，那么它一定是循环的，所以你需要检查你是否回到了你开始的对象。

Answer 2

通常你只会调用需要复制的对象的复制构造函数，但由于它是同一个类，你将如何正确处理呢？

以与调用同一类的析构函数相同的递归方式。由于您的析构函数承担了指向对象的所有权，因此您必须进行深层复制。

移动很简单，只需清除指针，这样当移动的对象被销毁时它就不会被删除。就像任何其他拥有的原始指针一样。

C(const C& other): a(other.a), b(other.b), c(other.c) {
    if(other.c)
        this->c = new C(*other.c);
}
C(C&& other): a(other.a), b(other.b), c(other.c) {
    other.c = nullptr;
}

请记住，堆栈大小会限制数据结构的递归。如果您将内存管理留在类之外，那么您可以使用循环而不是递归来迭代链接的对象。

Answer 3

好的，这个问题的目的还不清楚，你编写复制和移动运算符的方式取决于你想要的行为：

• 是否要将下属 C 的所有权转移到正在移动的新类？

• 在复制的情况下要复制下属C吗？ （深拷贝）

• 在复制时，目标 C 是否应该与源 C 共享从属 C？

我们可以猜测并假设答案是：是，是，否：

class C
{
public:

    // custom destructor == rule of 5

    C() {}

    C(C&& r) noexcept
    : _child { r._child }
    {
        r._child = nullptr;
    }

    C& operator=(C&& r) noexcept {
        swap(r);
        return *this;
    }

    C(const C& r)
    : _child { r._child ? r._child->clone() : nullptr }
    {
    }

    C& operator=(const C& r) {
        C tmp { r };
        swap(tmp);
        return *this;
    }

    // test for null is not necessary
    virtual ~C() noexcept { delete _child; }

public:
    void swap(C& r) noexcept {
        using std::swap;
        swap(_child, r._child);
    }

    // in case C is a polymorphic base class
    virtual C* clone() const {
        return new C { *this };
    }

private:
    C* _child = nullptr;
};

Answer 4

这是发明智能指针的原因之一。它们是自我管理的，因此您唯一需要做的就是在需要时设置它们，并且它们会在不再使用时释放内存。

#include <memory>

class C
{
public:
  C() {}

protected:
  int a;
  float b;
  std::shared_ptr<C> c;
}

PS：我没有问，但是需要指向 self 的指针的情况并不常见；您确定您的情况没有解决方法吗？