C++小品：吃火锅与shared_ptr，指针，拷贝构造函数和delete

读者Terry问到一个关于拷贝构造函数的问题，大家可以参考答Terry：拷贝构造函数，其中论述了拷贝构造函数的必要性，然而，任何事物都是具有两面性的，有时候我们需要自己定义类的拷贝构造函数来完成类的拷贝，然后，有的时候，这种以拷贝一个对象来完成另外一个对象的创建是不合理的（也就是在现实世界中，这种对象没有可复制性，例如，人民币），是应该被禁止的。我们来举一个吃火锅的例子：

// 火锅，可以从中取出其中烫的东西
class hotpot
{
public:
hotpot(string f) : food(f)
{
}
string fetch()
{
return food;
}
private:
string food;
};

// 吃火锅用的碗，当然是每个人专用的
class bowl
{
public:
bowl(string o) : owner(o)
{
}
void put(string food)
{
cout<<"put "< }

private:
string owner;
};
// 吃火锅的人
class human
{
public:
// 名子和吃的火锅
human(string n,shared_ptr ppot) : name(n),pot(ppot)
{
pbowl = new bowl(name);
};
// OK了，从火锅中取出来放到自己的碗里
void fetch()
{
string food = pot->fetch();
// 放到自己的碗里
coutput(food);
}

private:
string name;
shared_ptr pot;
bowl* pbowl;
};
int main()
{
// 服务员端上来牛肉火锅
shared_ptr fpot(new hotpot("beaf"));
// terry入席
human terry("terry",fpot);
// 又来了一个姓陈的，这里用的是默认的拷贝构造函数来创建terry的副本
human chen = terry;
// terry夹了一块肉
terry.fetch();
// 陈先生也夹了一块肉
chen.fetch();

return 0;
}

到这里，似乎看起来一切OK，然而从程序输出中我们却发现了问题：

terry put beaf into terry's bowl.
terry put beaf into terry's bowl.

O my god！明明是两个人（terry和chen），但是好像却只有一个人做了两次，陈先生也把肉加到了terry的碗里。

这就是当类中有指针类型的数据成员时，使用默认的拷贝构造函数所带来的问题，导致其中的某些指针成员没有被合理地初始化，这别是当这些指针指向的是与这个对象（human）有所属关系的资源（bowl），在这种时候，我们必须自己定义类的拷贝构造函数，完成指针成员的合理初始化。在human中添加一个拷贝构造函数

human(const human& h)
{
// 两个人显然不能同名，所以只好给个无名氏了
name = "unknown";
// 使用不同的碗
// bowl和human有所属关系，所以这里必须创建新的对象
pbowl = new bowl(name);
// 不过可以吃同一个火锅
// pot和human并没有所属关系，所以可以共享一个对象
pot = h.pot;
};

添加拷贝构造构造函数之后，两个人不会将东西放到同一个碗中了，自己取得东西不会放到别人的碗里：

terry put beaf into terry's bowl.
unknown put beaf into unknown's bowl.

这样修改好多了，至少两个人不会用同一个碗了。然而，这样还是有问题，我们无法给第二个人命名，他成了无名氏了，这就是类当中的那些没有可复制性的数据成员（一个人的名字自然不可以复制给另外一个人，如果human中有个wife，那肯定要上演世界大战了），拷贝构造函数就会产生这样的问题。

实际上，对于这类不具备可复制性的对象，为了不引起混乱，其拷贝构造操作是应当被禁止的，新标准C++11就注意到了这个问题，提供了一个delete关键字来禁用某些可能存在的（即使你规定human不可复制，也无法阻止程序员在使用human时写出human chen = terry这样的不合理的代码）默认的（类的拷贝构造函数是默认提供的，对于那些不具备可复制性的类来说，这简直是画蛇添足，好心办了坏事情）不合理的操作，这样，我们就不能使用拷贝构造函数了：

// 禁用human的拷贝构造函数
human(const human& h) = delete;

经过这样的定义，当我们在代码中尝试将一个对象复制给另外一个对象（会调用拷贝构造函数）时，编译器就会出错误提示，提醒程序员：hi，这样可不行，我是独一无二的，不能够被复制

human chen = terry;

编译器给这样的提示：
Noname1.cpp:41:2: error: deleted function 'human::human(const human&)'
Noname1.cpp:59:15: error: used here

所以，总结起来，在使用拷贝构造函数时，有两个需要注意的地方：

如果类当中有指向具有所属关系的对象的指针时（human中的pbowl指向的是属于human的bowl对象，每个human对象应该有专属的bowl对象），我们必须自定义拷贝构造函数，为这个指针创建属于自己的专属对象。
如果这个类当中，有不具备可复制性的成员（例如name，rmb，wife等），为了防止对象被错误的复制（即使我们没有定义拷贝构造函数，编译器也会默认提供，真是多此一举），我们必须用delete禁用拷贝构造函数，这样才能保证对象不会被错误地复制。关于human的克隆技术，应当是被明令禁止（delete）的。

作者“我的第一本C++书”

补充：软件开发 , C++ ,