浅拷贝和深拷贝的区别

最新推荐文章于 2025-03-10 11:15:52 发布

arag2009

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分类专栏： C/C++

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本文详细解析了C++中的拷贝构造函数及其应用场景，对比了深拷贝与浅拷贝的区别，并通过实例展示了如何正确实现拷贝构造函数以避免内存泄漏问题。

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拷贝构造函数，是一种特殊的构造函数，它由编译器调用来完成一些基于同一类的其他对象的构建及初始化。其唯一的参数（对象的引用）是不可变的（const类型）。此函数经常用在函数调用时用户定义类型的值传递及返回。拷贝构造函数要调用基类的拷贝构造函数和成员函数。

如果在类中没有显式地声明一个拷贝构造函数，那么，编译器将会自动生成一个默认的拷贝构造函数，该构造函数完成对象之间的浅拷贝。那么什么是深拷贝呢？如果一个类拥有资源，当这个类的对象发生复制过程的时候，资源重新分配，这个过程就是深拷贝，反之，没有重新分配资源，就是浅拷贝。

调用拷贝构造函数的情形

在C++中，下面三种对象需要调用拷贝构造函数：

1) 一个对象以值传递的方式传入函数体； 2) 一个对象以值传递的方式从函数返回； 3) 一个对象需要通过另外一个对象进行初始化

深拷贝好还是浅拷贝好？如果实行位拷贝，也就是把对象里的值完全复制给另一个对象，如A=B。这时，如果B中有一个成员变量指针已经申请了内存，那A中的那个成员变量也指向同一块内存。这就出现了问题：当B把内存释放了（如：析构），这时A内的指针就是野指针了，出现运行错误

下面的例子说明了浅拷贝和深拷贝的区别

//main.cpp
#include <iostream>
#include "student.h"
int main()
{
         Student s1;
         Student s2(s1);//Student s2 = s1;//复制对象
         return 0;
}

//student.h
#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_H
class Student
{
         private:
               int num;
               char *name;
         public:
                Student();
                ~Student();
};
#endif

//student.cpp
#include "student.h"
#include <iostream>
using namespace std;
Student::Student()
{
       name = new char(20);
       cout << "Student" << endl;
}
Student::~Student()
{
        cout << "~Student " << (int)name << endl;
        delete name;
        name = NULL;
}

执行结果：调用一次构造函数，调用两次析构函数，两个对象的指针成员所指内存相同，这会导致什么问题呢？

name指针被分配一次内存，但是程序结束时该内存却被释放了两次，会造成内存泄漏问题！

这是由于编译系统在我们没有自己定义拷贝构造函数时，会在拷贝对象时调用默认拷贝构造函数，进行的是浅拷贝！即对指针name拷贝后会出现两个指针指向同一个内存空间。

所以，在对含有指针成员的对象进行拷贝时，必须要自己定义拷贝构造函数，使拷贝后的对象指针成员有自己的内存空间，即进行深拷贝，这样就避免了内存泄漏发生。

自己定义拷贝构造函数：

//student.h

#ifndef
 STUDENT_H

#define
 STUDENT_H

class Student

{

       private:

             int num;

             char *name;

      public:

              Student();//构造函数

               ~Student();//析构函数

               Student(const Student
 &s);//拷贝构造函数，const防止对象被改变

};

#endif

//student.cpp
#include "student.h"
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
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;
}