C++拷贝构造函数的调用时机

当以拷贝的方式初始化对象时会调用拷贝构造函数。这里有两个关键点，分别是「以拷贝的方式」和「初始化对象」。

初始化对象

初始化对象是指，为对象分配内存后第一次向内存中填充数据，这个过程会调用构造函数。对象被创建后必须立即被初始化，换句话说，只要创建对象，就会调用构造函数。

初始化和赋值的区别

初始化和赋值都是将数据写入内存中，并且从表面上看起来，初始化在很多时候都是以赋值的方式来实现的，所以很容易混淆。请看下面的例子：

int a = 100;  //以赋值的方式初始化
a = 200;  //赋值
a = 300;  //赋值
int b;  //默认初始化
b = 29;  //赋值
b = 39;  //赋值

在定义的同时进行赋值叫做初始化（Initialization），定义完成以后再赋值（不管在定义的时候有没有赋值）就叫做赋值（Assignment）。初始化只能有一次，赋值可以有多次。

对于基本类型的数据，我们很少会区分「初始化」和「赋值」这两个概念，即使将它们混淆，也不会出现什么错误。但是对于类，它们的区别就非常重要了，因为初始化时会调用构造函数（以拷贝的方式初始化时会调用拷贝构造函数），而赋值时会调用重载过的赋值运算符。请看下面的例子：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Student{
public:
    Student(string name = "", int age = 0, float score = 0.0f);  //普通构造函数
    Student(const Student &stu);  //拷贝构造函数
public:
    Student & operator=(const Student &stu);  //重载=运算符
    void display();
private:
    string m_name;
    int m_age;
    float m_score;
};
Student::Student(string name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
//拷贝构造函数
Student::Student(const Student &stu){
    this->m_name = stu.m_name;
    this->m_age = stu.m_age;
    this->m_score = stu.m_score;
    cout<<"Copy constructor was called."<<endl;
}
//重载=运算符
Student & Student::operator=(const Student &stu){
    this->m_name = stu.m_name;
    this->m_age = stu.m_age;
    this->m_score = stu.m_score;
    cout<<"operator=() was called."<<endl;
   
    return *this;
}
void Student::display(){
    cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<endl;
}
int main(){
    //stu1、stu2、stu3都会调用普通构造函数Student(string name, int age, float score)
    Student stu1("小明", 16, 90.5);
    Student stu2("王城", 17, 89.0);
    Student stu3("陈晗", 18, 98.0);
   
    Student stu4 = stu1;  //调用拷贝构造函数Student(const Student &stu)
    stu4 = stu2;  //调用operator=()
    stu4 = stu3;  //调用operator=()
   
    Student stu5;  //调用普通构造函数Student()
    stu5 = stu1;  //调用operator=()
    stu5 = stu2;  //调用operator=()
   
    return 0;
}

运行结果：

以拷贝的方式初始化对象

初始化对象时会调用构造函数，不同的初始化方式会调用不同的构造函数：

• 如果用传递进来的实参初始化对象，那么会调用普通的构造函数，我们不妨将此称为普通初始化；
• 如果用其它对象（现有对象）的数据来初始化对象，那么会调用拷贝构造函数，这就是以拷贝的方式初始化。

在实际编程中，具体有哪些情况是以拷贝的方式来初始化对象呢？

1) 将其它对象作为实参

以上面的 Student 类为例，我们可以这样来创建一个新的对象：

Student stu1("小明", 16, 90.5);  //普通初始化
Student stu2(stu1);  //以拷贝的方式初始化

即使我们不在类中显式地定义拷贝构造函数，这种初始化方式也是有效的，因为编译器会生成默认的拷贝构造函数。

2) 在创建对象的同时赋值

接着使用 Student 类，请看下面的例子：

Student stu1("小明", 16, 90.5);  //普通初始化
Student stu2 = stu1;  //以拷贝的方式初始化

这是最常见的一种以拷贝的方式初始化对象的情况，非常容易理解，我们也已经多次使用。

3) 函数的形参为类类型

如果函数的形参为类类型（也就是一个对象），那么调用函数时要将另外一个对象作为实参传递进来赋值给形参，这也是以拷贝的方式初始化形参对象。请看下面的代码：

void func(Student s){
    //TODO:
}
Student stu("小明", 16, 90.5);  //普通初始化
func(stu);  //以拷贝的方式初始化

func() 函数有一个 Student 类型的形参 s，将实参 stu 传递给形参 s 就是以拷贝的方式初始化的过程。

函数是一段可以重复使用的代码，只有等到真正调用函数时才会为局部数据（形参和局部变量）在栈上分配内存。对于上面的 func()，虽然它的形参 s 是一个对象，但在定义函数时 s 对象并没有被创建，只有等到调用函数时才会真正地创建 s 对象，并在栈上为它分配内存。而创建 s 对象，就是以拷贝的方式进行的，它等价于下面的代码：

4) 函数返回值为类类型

当函数的返回值为类类型时，return 语句会返回一个对象，不过为了防止局部对象被销毁，也为了防止通过返回值修改原来的局部对象，编译器并不会直接返回这个对象，而是根据这个对象先创建出一个临时对象（匿名对象），再将这个临时对象返回。而创建临时对象的过程，就是以拷贝的方式进行的，会调用拷贝构造函数。

下面的代码演示了返回一个对象的情形：

Student func(){
    Student s("小明", 16, 90.5);
    return s;
}
Student stu = func();

理论上讲，运行代码后会调用两次拷贝构造函数，一次是返回 s 对象时，另外一次是创建 stu 对象时。

在较老的编译器上，你或许真的能够看到调用两次拷贝构造函数，例如 iPhone 上的 C/C++ 编译器。但是在现代编译器上，只会调用一次拷贝构造函数，或者一次也不调用，例如在 VS2010 下会调用一次拷贝构造函数，在 GCC、Xcode 下一次也不会调用。这是因为，现代编译器都支持返回值优化技术，会尽量避免拷贝对象，以提高程序运行效率。关于编译器如何实现返回值优化的我们不再展开讨论，有兴趣的读者请猛击：

• http://blog.csdn.net/sad_sugar/article/details/50569434
• http://www.jianshu.com/p/f3b8c3e4f2ad