Hàm tạo sao chép (copy constructor)

Giả sử đã định nghĩa một lớp nào đó, ví dụ lớp ps (phân số). Khi đó:

+ Ta có thể dùng câu lệnh khai báo hoặc cấp phát bộ nhớ để tạo các đối tượng mới:

Ps p1, p2 ;

Ps *p = new ps ;

+ Ta cũng có thể dùng lệnh khai báo để tạo một đối tượng mới từ một đối tượng đã tồn tại:

Ý nghĩa của câu lệnh này như sau:

- Nếu trong lớp ps chưa xây dựng hàm tạo sao chép, thì câu lệnh này sẽ gọi tới một hàm tạo sao chép mặc định (của c++). Hàm này sẽ sao chép nội dung từng bit của u vào các bit tương ứng của v. Như vậy các vùng nhớ của u và v sẽ có nội dung như nhau. Rõ ràng trong đa số các trường hợp, nếu lớp không có các thuộc tính kiểu con trỏ hay tham chiếu, thì việc dùng các hàm tạo sao chép mặc định (để tạo ra một đối tượng mới có nội dung như một đối tượng cho trước) là đủ và không cần xây dựng một hàm tạo sao chép mới.

- Nếu trong lớp ps đã có hàm tạo sao chép (cách viết sẽ nói sau) thì câu lệnh:

Ps v(u) ;

Sẽ tạo ra đối tượng mới v, sau đó gọi tới hàm tạo sao chép để khởi gán v theo u.

//ct4_06.cpp
    // ham tao sao chep mac dinh
    #include <conio.h>
    #include <iostream.h>
    Class ps
    {
    Private:
    Int t,m ;
    Public:
    Friend ostream& operator<< (ostream& os,const ps &p)
    {
    Os << " = " << p.t << "/" << p.m;
    Return os;
    }
    Friend istream& operator>> (istream& is, ps &p)
    {
    Cout << " - nhap tu va mau: " ;
    Is >> p.t >> p.m ;
    Return is;
    }
    };
    Void main()
    {
    Ps d;
    Cout << "
 nhap ps d"; cin >> d;
    Cout << "
 ps d " << d;
    Ps u(d);
    Cout << "
 ps u " << u;
    Getch();
    }
    

+ Hàm tạo sao chép sử dụng một đối kiểu tham chiếu đối tượng để khởi gán cho đối tượng mới. Hàm tạo sao chép được viết theo mẫu:

Tên_lớp (const tên_lớp & dt)
    {
    // các câu lệnh dùng các thuộc tính của đối tượng dt
    // để khởi gán cho các thuộc tính của đối tượng mới 
    }
    

Class ps
    {
    Private:
    int t,m ;
    Public:
    Ps (const ps &p)
    {
    This->t = p.t ;
    This->m = p.m ;
    }
    ...
    } ;
    

+ Nhận xét: hàm tạo sao chép trong ví dụ trên không khác gì hàm tạo sao chép mặc định.

+ Khi lớp không có các thuộc tính kiểu con trỏ hoặc tham chiếu, thì dùng hàm tạo sao chép mặc định là đủ.

+ Khi lớp có các thuộc tính con trỏ hoặc tham chiếu, thì hàm tạo sao chép mặc định chưa đáp ứng được yêu cầu. Ví dụ lớp dt (đa thức) trong §3:

Class dt
    {
    Private:
    Int n; // bac da thuc
    Double *a; // tro toi vung nho chua cac he so da thuc 
    // a0, a1,...
    Public:
    Dt()
    {
    This->n=0; this->a=null;
    }
    Dt(int n1)
    {
    This->n=n1 ;
    This->a = new double[n1+1];
    }
    Friend ostream& operator<< (ostream& os,const dt &d);
    Friend istream& operator>> (istream& is,dt &d);
    ....
    } ;
    

Bây giờ chúng ta hãy theo rõi xem việc dùng hàm tạo mặc định trong đoạn chương trình sau sẽ dẫn đến sai lầm như thế nào:

Dt d ; 
    // tạo đối tượng d kiểu dt
    Cin >> d ; 
    /* nhập đối tượng d , gồm: nhập một số nguyên dương và
    gán cho d.n, cấp phát vùng nhớ cho d.a, nhập các hệ số
    của đa thức và chứa vào vùng nhớ được cấp phát
    */
    Dt u(d) ; 
    /* dùng hàm tạo mặc định để xây dựng đối tượng u theo d
    Kết quả: u.n = d.n và u.a = d.a. như vậy 2 con trỏ u.a và
    D.a cùng trỏ đến một vùng nhớ.
    */
    

Mục đích của ta là tạo ra một đối tượng u giống như d, nhưng độc lập với d. Nghĩa là khi d thay đổi thì u không bị ảnh hưởng gì. Thế nhưng mục tiêu này không đạt được, vì u và d có chung một vùng nhớ chứa hệ số của đa thức, nên khi sửa đổi các hệ số của đa thức trong d thì các hệ số của đa thức trong u cũng thay đổi theo. Còn một trường hợp nữa cũng dẫn đến lỗi là khi một trong 2 đối tượng u và d bị giải phóng (thu hồi vùng nhớ chứa đa thức) thì đối tượng còn lại cũng sẽ không còn vùng nhớ nữa.

//ct4_07.cpp
    #include <conio.h>
    #include <iostream.h>
    #include <math.h>
    Class dt
    {
    Private:
    Int n; // bac da thuc
    Double *a; // tro toi vung nho chua cac he so da thuc 
    // a0, a1,...
    Public:
    Dt()
    {
    This->n=0; this->a=null;
    }
    Dt(int n1)
    {
    This->n=n1 ;
    This->a = new double[n1+1];
    }
    Friend ostream& operator<< (ostream& os,const dt &d);
    Friend istream& operator>> (istream& is,dt &d);
    } ;
    Ostream& operator<< (ostream& os,const dt &d)
    {
    Os << " - cac he so (tu ao): " ;
    For (int i=0 ; i<= d.n ; ++i)
    Os << d.a[i] <<" " ;
    Return os;
    }
    Istream& operator>> (istream& is,dt &d)
    {
    If (d.a!=null) delete d.a;
    Cout << " - bac da thuc: " ;
    Cin >> d.n;
    D.a = new double[d.n+1];
    Cout << "nhap cac he so da thuc:
" ;
    For (int i=0 ; i<= d.n ; ++i)
    {
    Cout << "he so bac " << i << " = " ;
    Is >> d.a[i] ;
    }
    Return is;
    }
    Void main()
    {
    Dt d;
    Clrscr();
    Cout <<"
nhap da thuc d " ; cin >> d;
    Dt u(d);
    Cout << "
da thuc d " << d ;
    Cout << "
da thuc u " << u ;
    Cout <<"
nhap da thuc d " ; cin >> d;
    Cout << "
da thuc d " << d ;
    Cout << "
da thuc u " << u ;
    Cout <<"
nhap da thuc u " ; cin >> u;
    Cout << "
da thuc d " << d ;
    Cout << "
da thuc u " << u ;
    getch();
    }
    

Trong chương trình trên đã chỉ rõ: hàm tạo sao chép mặc định là chưa thoả mãn đối với lớp dt. Vì vậy cần viết hàm tạo sao chép để xây dựng đối tượng mới ( ví dụ u) từ một đối tượng đang tồn tại (ví dụ d) theo các yêu cầu sau:

+ Gán d.n cho u.n

+ Cấp phát một vùng nhớ cho u.a để có thể chứa được (d.n + 1) hệ số.

+ Gán các hệ số chứa trong vùng nhớ của d.a sang vùng nhớ của u.a

Như vây chúng ta sẽ tạo được đối tượng u có nội dung ban đầu giống như d, nhưng độc lập với d.

Để đáp ứng các yêu cầu nêu trên, hàm tạo sao chép cần được xây dựng như sau:

Dt::dt(const dt &d)
    {
    This->n = d.n;
    This->a = new double[d.n+1];
    For (int i=0;i<=d.n;++i)
    this->a[i] = d.a[i];
    }
    

Chương trình sau sẽ minh hoạ điều này: sự thay đổi của d không làm ảnh hưởng đến u và ngược lại sự thay đổi của u không làm ảnh hưởng đến d.

//ct4_08.cpp
    // viết hàm tạo sao chép cho lớp dt
    #include <conio.h>
    #include <iostream.h>
    #include <math.h>
    Class dt
    {
    Private:
    Int n; // bac da thuc
    Double *a; // tro toi vung nho chua cac he so da thuc 
    // a0, a1,...
    Public:
    Dt()
    {
    This->n=0; this->a=null;
    }
    Dt(int n1)
    {
    This->n=n1 ;
    This->a = new double[n1+1];
    }
    Dt(const dt &d);
    Friend ostream& operator<< (ostream& os,const dt &d);
    Friend istream& operator>> (istream& is,dt &d);
    } ;
    Dt::dt(const dt &d)
    {
    This->n = d.n;
    This->a = new double[d.n+1];
    For (int i=0;i<=d.n;++i)
    This->a[i] = d.a[i];
    }
    Ostream& operator<< (ostream& os,const dt &d)
    {
    os << " - cac he so (tu ao): " ;
    For (int i=0 ; i<= d.n ; ++i)
    Os << d.a[i] <<" " ;
    Return os;
    }
    Istream& operator>> (istream& is,dt &d)
    {
    If (d.a!=null) delete d.a;
    Cout << " - bac da thuc: " ;
    Cin >> d.n;
    D.a = new double[d.n+1];
    Cout << "nhap cac he so da thuc:
" ;
    For (int i=0 ; i<= d.n ; ++i)
    {
    Cout << "he so bac " << i << " = " ;
    Is >> d.a[i] ;
    }
    Return is;
    }
    Void main()
    {
    Dt d;
    Clrscr();
    Cout <<"
nhap da thuc d " ; cin >> d;
    Dt u(d);
    Cout << "
da thuc d " << d ;
    Cout << "
da thuc u " << u ;
    Cout <<"
nhap da thuc d " ; cin >> d;
    Cout << "
da thuc d " << d ;
    Cout << "
da thuc u " << u ;
    Cout <<"
nhap da thuc u " ; cin >> u;
    Cout << "
da thuc d " << d ;
    Cout << "
da thuc u " << u ;
    Getch();
    }