M5Stack C++学習 クラスインスタンスをコピー

クラスインスタンスをコピーする。

＜確認したい内容＞
１．クラスインスタンスをコピーする場合、新たに領域を確保してコピーしているのか, 確認する。

２．代入演算子＝のオーバーロードで、きちんとコピーできるか。

３．コピーコンストラクタが起動する場合と、代入演算子＝が使用される場合、その用途の違いを確かめる。

そもそも、コピーという言葉があいまいで、どう具体的にコピーされているのか、実コードで確認する。

C＋＋のコピーには、2種類の定義があります。
ディープコピーDeep Copy:　実体を、新たな領域を確保してコピー。
シャローコピーShallow Copy: ポインタ同士の、コピー。

コピーコンストラクタ構文

constructor.cpp

class　class_A
{
    public:
        class_A(const class_A& existedOtherClass);
};

定義は決まっているので、引数に同じクラスを割り当てると起動します。

事前定義識別子　__PRETTY_FUNCTION__
名前空間名、クラス名、戻り値やパラメータといった情報も含む関数の文字列。
デバッグなどで、実行された関数名を表示したいときに使用します。

クラスインスタンスのコピーを行うときは、メンバー変数に外部本体をもつポインターがあるか、確認しておきます。
コピーしたときに、ポインタが保持しているアドレスはコピーされますが、２つのクラスインスタンスが、一つの実態しかないオブジェクトを、不意に共有してしまう可能性があります。デストラクタの、２重解放もありえます。
コンパイラの自動生成したコピーコンストラクタを使うときは、注意が必要です。

クラスインスタンスのコピー　動作確認コード

__PRETTY__FUNCTION__を使用して、どのメソッドが、どの順番で、起動したか、
確認できるようにしています。

１．CLクラスインスタンスCL1の生成

２．CLクラスインスタンスCL2をCL1のコピーコンストラクタで生成。
　　※CL1とCL2のアドレスが違うことを確認。

３．CL2のメンバー変数を変更し、CL1に変化がないことを確認。

４．CLクラスインスタンスCL3を代入演算子＝を使用して、コピーコンストラクタで生成。
　　※このとき、代入演算子＝のオーバーロードで生成されていないことを確認。

５．CLクラスインスタンスCL4をCLクラスコンストラクタで生成。

６．代入演算子＝をつかってCL4にCL1を代入。コピーされているか確認。
　　※このとき、代入演算子＝のオーバーロードが使用されているか、確認。

７．setupを抜けると各インスタンスのデストラクタが起動。その順番を確認。

main.cpp

#include <M5Core2.h>

/**
 * コピーコンストラクタ
 * ディープコピー
 * 事前定義識別子
*/

class CL
{
  public:
    //コンストラクタ
    CL(String s, int n)
    { Serial.printf("%s\r",__PRETTY_FUNCTION__);  name=s; num=n; }
    //デストラクタ
    ~CL(){Serial.printf("%s %x\r ",__PRETTY_FUNCTION__, this);}
    //コピーコンストラクタ
    CL(const CL& _cl)
    { Serial.printf("%s\r",__PRETTY_FUNCTION__); num=_cl.num; name=_cl.name;}
    //代入演算子＝オーバーロード
    CL& operator=(const CL& _cl)
    { Serial.printf("%s\n",__PRETTY_FUNCTION__); num=_cl.num; name=_cl.name; return *this;};
    //メンバ変数の表示
    void print(String s){Serial.printf("%s Add:%x name:%s,num:%d\r", s, this, name, num);}
  public:
    String name;
    int num;    
};

void setup()
{
    M5.begin();
    Serial.print("------CL1 Construction-------\r");
    CL CL1("CL1",1);
    CL1.print("CL1");
    Serial.print("------CL2 Copy Construction-------\r");
    CL CL2(CL1);
    CL1.print("CL1");
    CL2.print("CL2");
    Serial.print("------Change CL2 values-------\r");
    CL2.name="CL2";
    CL2.num=2;
    CL1.print("CL1");
    CL2.print("CL2");
    Serial.print("------Initial Copy CL3=CL1 ----------\r");
    CL CL3 = CL1;
    CL1.print("CL1");
    CL2.print("CL2");
    CL3.print("CL3");
    Serial.print("------CL4 Construction ----------\r");
    CL CL4("CL4",4);
    CL4.print("CL4");
    Serial.print("------CL4 = CL1 ----------\r");
    CL4 = CL1;
    CL1.print("CL1");
    CL4.print("CL4");
    Serial.print("------Close destruction ----------\r");
}

void loop()
{
   delay(1);
}

シリアルに出力した、実行結果

今回は、ディープコピーで、実体を２つに増やすことをメインに検証しました。
インスタンスコピーに関して、理解の解像度が上がったと思います。

＜参照サイト＞