深拷贝和浅拷贝

本文通过实例详细解析了深拷贝与浅拷贝的区别及应用。重点介绍了在类包含指针变量时,如何通过深拷贝避免内存管理错误。

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如果一个类拥有资源,该类的对象进行复制时,如果资源重新分配,就是深拷贝,否则就是浅拷贝。

  • 深拷贝: 该对象和原对象占用不同的内存空间,既拷贝存储在栈空间中的内容,又拷贝存储在堆空间中的内容。
  • 浅拷贝: 该对象和原对象占用同一块内存空间,仅拷贝类中位于栈空间中的内容。

当类的成员变量中有指针变量时,最好使用深拷贝。因为当两个对象指向同一块内存空间,如果使用浅拷贝,当其中一个对象的删除后,该块内存空间就会被释放,另外一个对象指向的就是垃圾内存。

#include <iostream>

using namespace std;

class Test
{
private:
	int *p;

public:
	Test(int tmp)
	{
		this->p = new int(tmp);
		cout << "Test(int tmp)" << endl;
	}
	void set(int v){
		*p = v;
	}
	int get(){
		return *p;
	}
	~Test()
	{
		if (p != NULL)
		{
			delete p;
		}
		cout << "~Test()" << endl;
	}
};

int main()
{
	Test ex1(10);
	Test ex2 = ex1; 
	ex1.set(20);
	cout << "ex2:" << ex2.get();
	return 0;
}
/*
运行结果:
Test(int tmp)
ex2:20
~Test()
*/

说明: 上述代码中,类对象 ex1、ex2 实际上是指向同一块内存空间,修改ex1的数据成员,ex2的也会同时改变。对象析构时,ex2 先将内存释放了一次,之后 析构对象 ex1 时又将这块已经被释放过的内存再释放一次。对同一块内存空间释放了两次,会导致程序崩溃。
若进行深拷贝,则可以解决上述情况:

#include <iostream>

using namespace std;

class Test
{
private:
	int *p;

public:
	Test(int tmp)
	{
		p = new int(tmp);
		cout << "Test(int tmp)" << endl;
	}
	void set(int v){
		*p = v;
	}
	int get(){
		return *p;
	}
	~Test()
	{
		if (p != NULL)
		{
			delete p;
		}
		cout << "~Test()" << endl;
	}
	Test(const Test &tmp) // 定义拷贝构造函数
	{
		p = new int(*tmp.p);
		cout << "Test(const Test &tmp)" << endl;
	}

};

int main()
{
	Test ex1(10);	
	Test ex2 = ex1; 
	ex1.set(20);
	cout << "ex2:" << ex2.get();
	return 0;
}
/*
Test(int tmp)
Test(const Test &tmp)
ex2:10
~Test()
~Test()
*/
<think>嗯,用户想了解C++中的深拷贝浅拷贝的区别以及实现方法。首先,我需要回忆一下这两个概念的基本定义。浅拷贝应该是指简单的复制指针,导致两个对象指向同一块内存,而深拷贝则是复制指针所指向的数据本身,这样两个对象就独立了。 根据用户提供的引用内容,引用[1]里提到浅拷贝只拷贝指针,深拷贝会拷贝内容,默认的拷贝构造函数是浅拷贝,需要自己实现深拷贝。引用[2][3]给出了具体的代码示例,展示了如何通过自定义拷贝构造函数来实现深拷贝,比如在Person类中为Name或m_height重新分配内存并复制数据。引用[4]中的Array类也演示了类似的深拷贝实现,即在拷贝构造函数中新建内存空间并复制数据。 接下来,我需要将这些信息组织成一个清晰的回答。首先解释两者的区别,用比喻的话,浅拷贝像快捷方式,深拷贝像复制文件,这样用户容易理解。然后,说明默认拷贝构造函数的问题,比如会导致重复释放内存,出现错误。接着,用用户提供的代码例子来说明如何手动实现深拷贝,比如在拷贝构造函数中分配新内存,并复制数据。可能还需要提到析构函数的重要性,确保深拷贝的对象能正确释放内存。 用户可能还关心什么时候需要深拷贝,应该是在类中有指针成员指向动态分配的内存时。这时候必须自己实现深拷贝,否则会出现问题。同时,需要注意在实现深拷贝时,除了拷贝构造函数,可能还需要重载赋值运算符,但用户的问题可能没有提到,所以可能暂时不需要展开,但如果有相关问题可以提到。 最后,生成的相关问题需要围绕实现深拷贝的方法、常见错误场景以及如何避免等问题。这样用户如果有进一步的问题,可以继续查阅相关内容。确保回答中正确引用提供的资料,比如引用[1]、[3]中的例子来说明浅拷贝的问题深拷贝的实现步骤。</think>### C++深拷贝浅拷贝的区别及实现方式 #### 一、核心概念 1. **浅拷贝** - 仅复制对象的指针成员变量,拷贝后新旧对象的指针**指向同一块内存地址**,例如: ```cpp //示例代码片段 m_height = p.m_height; //浅拷贝直接复制指针[^3] ``` - 类似文件快捷方式,多个指针共享同一资源,可能导致**重复释放内存**的崩溃问题[^1] 2. **深拷贝** - 为指针成员**创建独立的内存空间**,完全复制原对象的数据内容: ```cpp m_height = new int(*p.m_height); //新建堆空间并复制数据[^3] ``` - 类似完整文件复制,新旧对象完全独立,避免资源冲突[^1] #### 二、实现方式对比 | 特征 | 浅拷贝 | 深拷贝 | |--------------|---------------------------|---------------------------| | 内存分配 | 共享原对象内存 | 新建独立内存空间 | | 实现复杂度 | 编译器默认提供 | 需手动实现拷贝构造函数 | | 资源管理风险 | 易出现重复释放 | 内存管理安全 | | 典型应用场景 | 无指针成员的简单对象 | 包含指针/动态资源的对象 | #### 三、关键实现步骤(以类`person`为例) 1. **定义深拷贝构造函数** ```cpp person(const person& p) { m_age = p.m_age; m_height = new int(*p.m_height); //关键:新建堆内存并复制数据 } ``` 2. **配套析构函数** ```cpp ~person() { delete m_height; //确保正确释放深拷贝分配的内存 m_height = nullptr; } ``` 3. **错误示例(浅拷贝陷阱)** 若直接使用默认拷贝构造函数: ```cpp person p2(p1); //此时p2.m_height与p1.m_height指向同一地址 ``` 析构时会导致**重复释放同一内存地址**,引发程序崩溃[^1] #### 四、应用场景分析 - **必须使用深拷贝**:类包含指针成员且指向动态分配内存时(如字符串、数组等) - **可使用浅拷贝**:仅包含基本数据类型或没有资源所有权的指针时 - **典型案例**:自定义容器类(如动态数组`Array`类[^4])、包含文件句柄的类
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