C++编程语言中类对象的赋值与复制介绍（三）_c++ class复制

1.1 What

**浅拷贝：**当进行对象拷贝时，只拷贝类中位于 stack 域中的内容，而不会拷贝 heap 域中的内容。

例如，使用类的默认的赋值运算符“=”，或默认的拷贝构造函数时，进行的对象拷贝都属于浅拷贝。这也说明，“浅拷贝”与使用哪种方式（赋值运算符或是拷贝构造函数）进行对象拷贝无关。

1.2 问题

浅拷贝会有一个问题，当类中存在指针成员变量时，进行浅拷贝后，目标对象与源对象的该指针成员变量将会指向同一块 heap 内存区域（而非每个对象单独占用一块内存区域），这就可能导致由于共用该段内存区域而产生内存覆盖、重复释放内存等问题。详情可参考本系列文章第一篇文章的相关内容。

所以，针对带有指针的类对象的拷贝操作，正确的做法是：使两个对象的指针各自指向不同的内存区域，即在拷贝时不是简单地拷贝指针，而是将指针指向的内存中的每一个元素都进行拷贝，由此也就引出了“深拷贝”的概念。

2 深拷贝

**深拷贝：**当进行对象拷贝时，将对象位于 stack 域和 heap 域中的数据都进行拷贝。

前面也提到了，类默认提供的赋值运算符或拷贝构造函数，进行的都是浅拷贝，所以，为了实现对象的深拷贝，需要对赋值运算符或拷贝构造函数进行重载，以达到深拷贝的目的。

2.1 赋值运算符的重载

这里展示一段重载赋值运算符的示例代码，内容如下：

    // 重载赋值运算符
    ClassA& operaton=(const ClassA& obj)
    {
        // 适应自赋值（obj = obj）操作
        if (this == &obj)
        {
            return *this;
        }

        // 新建 heap 空间
        int iLength = strlen(str.m_pData);
        char* pTemp = new char[iLength + 1];

        // 新建 heap 空间成功后，再释放掉已有的 heap 空间
        // 保证异常安全性
        if (m_pszName != NULL)
        {
            delete []m_pszName;
            m_pszName = NULL;
        }

        m_pszName = pTemp;
        // 拷贝 heap 空间的内容
        strcpy(m_pszName, obj.m_pszName);

        // 拷贝 stack 域的值
        m_nId = obj.m_nId;
        
        return *this;
    }
    
private:
    int m_nId;
    char* m_pszName;

针对上面的赋值运算符重载函数，说明如下：

1. 需要将函数返回值的类型声明为类的引用，同时函数返回实例自身的引用（*this）——只有返回一个引用，才可以允许连续赋值，如 a = b = c；
2. 需要将入参的类型声明为常量引用（const 类名& 实例名），避免函数入参的拷贝构造函数调用，提高代码效率；
3. 需要考虑自赋值情况；
4. 需要释放实例自身已有的内存，避免内存泄漏；
5. 需要考虑异常安全性，避免申请内存（new char）失败后，实例中的指针变为空指针，因此需要先执行申请内存操作，内存申请成功后，再释放实例的 heap 空间。

2.2 拷贝构造函数的重载

这里展示一段重载拷贝构造函数的示例代码，内容如下：

    // 重载拷贝构造函数，重载后的拷贝构造函数支持深拷贝
    ClassA(ClassA &obj)
    {
        // 拷贝 stack 域的值
        m_nId = obj.m_nId;
        // 新建 heap 空间
        m_pszName = new char[strlen(obj.m_pszName) + 1];
        // 拷贝 heap 空间的内容
        if (m_pszName != NULL)
        {
            strcpy(m_pszName, obj.m_pszName);
        }
    }
    
private:
    int m_nId;
    char* m_pszName;