C++拷贝对象

简介

对象的创建中,常常有这样的需求,就是把对象复制一份。
而复制有三种方法:

1.通过初始化来复制

例如:Object o1(10); Object o2=o1;

2.通过赋值来复制

例如:Object o1(10); Object o2; o2=o1;

3.通过默认拷贝函数来复制

例如:Object o1(10); Object o2(o1);

实际上,第一种方法内部原理是执行了第三种的拷贝函数,默认的拷贝函数是浅拷贝,也就是说只能对基本类型数值进行拷贝

Object类如下:

class Object
{
    private:
        int _num;
    public:
        Object(int num)
        {
            _num=num;
        }

};

分析

第一种复制对象方法原理(初始化复制)

1.首先 Object o2=o1 这句是先执行了o1的默认拷贝函数

此处o1的默认拷贝函数申明为: Object(const Object& obj),该实现体为编译器默认的浅复制方法实现,因此对于含有复杂变量的类,需要重写该函数

2.然后执行o1的拷贝函数后返回一个匿名对象

3.最后将该匿名对象命名为o2

1

第二种复制方法原理(赋值复制)

*该原理较为简单,就是直接将简单基本变量值拷贝一份赋值给拷贝对象
2

第三种复制方法原理(拷贝函数复制)

*第一种原理已解释


实例

代码

Object.h

class Object
{
    private:
        int _num;
    public:
        Object(int num)
        {
            _num=num;
        }

        int getNum()
        {
            return _num;
        }

};

main.cpp

#include <iostream>
#include "Object.h"
using namespace std;

int main(int argc, char** argv) {

    Object o1(10);
    Object o2=o1;
    cout<<o2.getNum()<<endl;

    Object oo1(20);
    Object oo2(10);
    oo2=oo1;
    cout<<oo2.getNum()<<endl;

    Object ooo1(30);
    Object ooo2(ooo1);
    cout<<ooo2.getNum()<<endl;

    return 0;
}

运行结果

3


提升

代码

Object.h

#ifndef OBJECT_H
#define OBJECT_H

#include <stdlib.h>
#include <string.h>

class Object
{
    private:
        char *_name;
    public:
        Object(char *name)
        {
            _name=(char*)malloc(sizeof(char)*(strlen(name)+1));
            strcpy(_name,name);
        }


};

#endif

main.cpp

#include <iostream>
#include "Object.h"
using namespace std;

void Test()
{
    Object o1("test");
    Object o2(o1);
}


int main(int argc, char** argv) {

    Test();
    return 0;
}

*这段代码在较为严格的编译器中会报错,这是因为默认拷贝函数是浅拷贝,对基本的值进行拷贝
*然而o2拷贝o1的值时,拷贝的是_name的值,在栈中也就是字符串的地址值,因此拷贝后的o2的_name只是引用了o1的_name指向的字符串
*因此在Test函数结束时,首先o2被析构,其_name指向的字符串被回收。然后o1被析构,其_name指向的字符已在o2析构时被回收,因此o1的_name是野指针,因此产生错误。

4

改进代码

Object.h

#ifndef OBJECT_H
#define OBJECT_H

#include <stdlib.h>
#include <string.h>

class Object
{
    private:
        char *_name;
        int _num;
    public:
        Object(int num,char *name)
        {
            _num=num;
            _name=(char*)malloc(sizeof(char)*(strlen(name)+1));
            strcpy(_name,name);
        }

        Object(const Object& obj)
        {
            _name=(char*)malloc((sizeof(char)*strlen(obj._name)+1));
            strcpy(_name,obj._name);
        }

};

#endif
### C++ 中深拷贝与浅拷贝的概念 在 C++ 编程语言中,当涉及到对象的复制操作时,可能会遇到两种不同的行为模式——深拷贝和浅拷贝。这两种方式的核心区别在于内存管理以及数据的实际副本创建过程。 #### 浅拷贝 (Shallow Copy) 浅拷贝是指仅复制指向堆内存的对象指针或其他资源句柄的行为,而不实际分配新的内存来存储这些资源的内容[^1]。这意味着两个对象会共享同一份底层数据。如果其中一个对象修改了该数据,则另一个对象也会受到影响。 例如,在下面的例子中展示了如何通过默认赋值运算符执行浅拷贝: ```cpp class MyClass { public: int* data; MyClass(int value) : data(new int(value)) {} ~MyClass() { delete data; } }; int main() { MyClass obj1(42); MyClass obj2 = obj1; // 默认情况下触发的是浅拷贝 *(obj2.data) = 99; std::cout << *obj1.data << "\n"; // 输出可能为 99 而不是原来的 42 } ``` 上述代码片段中的 `obj1` 和 `obj2` 将拥有相同的 `data` 指向地址,因此更改任何一个实例的数据成员都会影响到另一方。 #### 深拷贝 (Deep Copy) 相比之下,深拷贝则是在新位置上重新分配足够的空间并逐字节地复制原始对象所持有的全部数据结构。这样做的好处是可以确保源对象及其派生出来的目标对象之间互不干扰;即使销毁掉某个特定版本也不会波及其他关联实体。 要实现真正的深拷贝效果,通常需要自定义类内的 **copy constructor**(即拷贝构造函数),如下所示: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class DeepCopyExample { private: char* str; public: DeepCopyExample(const char* s){ size_t len = strlen(s)+1; this->str = new char[len]; strncpy(this->str, s, len); } // 自定义拷贝构造函数用于完成深层复制 DeepCopyExample(const DeepCopyExample& other): str(nullptr){ if(other.str != nullptr){ size_t len = strlen(other.str)+1; this->str = new char[len]; strcpy(this->str,other.str); }else{ this->str=nullptr; } } void showStr(){ cout<<this->str<<"\n"; } ~DeepCopyExample(){delete[] str;} }; // 使用示例 void testFunction(DeepCopyExample dce){ dce.showStr(); // 展示传入参数字符串内容 } int main(){ DeepCopyExample original("Hello World!"); testFunction(original); return 0; } ``` 在这个例子当中,每当发生对象传递或者初始化列表调用的时候,就会自动启用我们自己编写的拷贝构造函数来进行完整的数据克隆工作流程。 #### 正确实现拷贝构造函数的重要性 由于 C++ 的标准库并不总是能够提供完美的解决方案去处理复杂类型的对象复制需求,所以开发者往往有必要手动介入这一环节以避免潜在的风险问题比如双重释放等问题的发生。特别是当我们设计包含动态数组、文件描述符或者其他外部资源引用关系在内的非平凡类别时候更是如此。 --- ###
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