C++淺拷貝和深拷貝的區別


  昨天開會單工講了一下編程規范,其中一條是類中包含指針類型的需要實現賦值操作符和拷貝構造函數,其中的拷貝構造函數是什么,在此之前先來了解一下深拷貝和淺拷貝的區別。先考慮一種情況,對一個已知對象進行拷貝,編譯系統會自動調用一種構造函數——拷貝構造函數,如果用戶未定義拷貝構造函數,則會調用默認拷貝構造函數。

先看一個例子,有一個學生類,數據成員時學生的人數和名字:

 

#include <iostream>  

using namespace std;

 

class Student

{

private:

	int num;

	char *name;

public:

	Student();

	~Student();

};

 

Student::Student()

{

	name = new char(20);

	cout << "Student" << endl;

 

}

Student::~Student()

{

	cout << "~Student " << (int)name << endl;

	delete name;

	name = NULL;

}

 

int main()

{

	{// 花括號讓s1和s2變成局部對象,方便測試

		Student s1;

		Student s2(s1);// 復制對象

	}

	system("pause");

	return 0;

}

  

執行結果:調用一次構造函數,調用兩次析構函數,兩個對象的指針成員所指內存相同,這會導致什么問題呢?name指針被分配一次內存,但是程序結束時該內存卻被釋放了兩次,會導致崩潰!


這是由於編譯系統在我們沒有自己定義拷貝構造函數時,會在拷貝對象時調用默認拷貝構造函數,進行的是淺拷貝!即對指針name拷貝后會出現兩個指針指向同一個內存空間。

所以,在對含有指針成員的對象進行拷貝時,必須要自己定義拷貝構造函數,使拷貝后的對象指針成員有自己的內存空間,即進行深拷貝,這樣就避免了內存泄漏發生。
添加了自己定義拷貝構造函數的例子:

 

#include <iostream>  

using namespace std;

 

class Student

{

private:

	int num;

	char *name;

public:

	Student();

	~Student();

	Student(const Student &s);//拷貝構造函數,const防止對象被改變

};

 

Student::Student()

{

	name = new char(20);

	cout << "Student" << endl;

 

}

Student::~Student()

{

	cout << "~Student " << (int)name << endl;

	delete name;

	name = NULL;

}

Student::Student(const Student &s)

{

	name = new char(20);

	memcpy(name, s.name, strlen(s.name));

	cout << "copy Student" << endl;

}

 

int main()

{

	{// 花括號讓s1和s2變成局部對象,方便測試

		Student s1;

		Student s2(s1);// 復制對象

	}

	system("pause");

	return 0;

}

  

執行結果:調用一次構造函數,一次自定義拷貝構造函數,兩次析構函數。兩個對象的指針成員所指內存不同。
總結:淺拷貝只是對指針的拷貝,拷貝后兩個指針指向同一個內存空間,深拷貝不但對指針進行拷貝,而且對指針指向的內容進行拷貝,經深拷貝后的指針是指向兩個不同地址的指針。
再說幾句:
當對象中存在指針成員時,除了在復制對象時需要考慮自定義拷貝構造函數,還應該考慮以下兩種情形:
1.當函數的參數為對象時,實參傳遞給形參的實際上是實參的一個拷貝對象,系統自動通過拷貝構造函數實現;
2.當函數的返回值為一個對象時,該對象實際上是函數內對象的一個拷貝,用於返回函數調用處。3.淺拷貝帶來問題的本質在於析構函數釋放多次堆內存,使用std::shared_ptr,可以完美解決這個問題。

 


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