C++深拷贝和浅拷贝

浅拷贝只复制了对象的指针,对象指针指向的数据还是同一块内存空间,析构函数只能调用一次
深拷贝不仅复制了对象指针,对象指针指向的数据也在堆区重新申请内存空间,进行拷贝操作 ,析构操作正常进行

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
class A
{
	public:
	A();
	A(const char* ,int );
	A(const A&);//浅拷贝构造函数是没有这个拷贝构造函数
	//调用的是系统默认的拷贝构造函数 
	~A();
	void show();
	//浅拷贝只复制了对象的指针,对象指针指向的数据还是同一块内存空间,析构函数只能调用一次
	//深拷贝不仅复制了对象指针,对象指针指向的数据也在堆区重新申请内存空间,进行拷贝操作 ,析构操作正常进行 
	private:
		char* name;
		int score;
		static int g; //计算调用几次构造函数
		static int x;//计算调用几次析构函数
};

int A::g = 0;
int A::x = 0;

A::A(){
	cout<<"默认无参构造函数"<<endl; 
}

A::A(const char* Name,int p){
	name=new char[strlen(Name)+1];
	strcpy(name,Name);
	score=p;
	cout<<"初始化构造函数"<<endl; 
}	
	
A::A(const A& a){	
	name=new char[strlen(a.name)+1];
	strcpy(name,a.name);
	score=a.score;
	g++;
	cout << "第" << g << "次调用:";
	cout<<"深拷贝构造函数"<<endl;
}

A::~A(){
	x += 1;
	cout << "第" << x << "次调用:";
	cout << "析构函数"<<name<< endl;
	delete[] name;
	name=NULL;
}

void A::show(){
	cout<<"Name: "<<name<<"\t"<<"Score: "<<score<<endl;
}

void test01(){
	string name="abcdefg";
	A a1(name.c_str(),100);
	a1.show();
	A a2=a1;
	a2.show();
}

int main(){
	test01();
	return 0;
} 
### C++深拷贝浅拷贝的概念及实现方式 #### 1. 概念区分 在 C++ 中,深拷贝浅拷贝主要涉及对象之间的赋值或复制行为。两者的核心差异在于是否对指针所指向的资源进行了真正的复制。 - **浅拷贝**仅复制指针本身而不复制其指向的实际数据,这意味着两个对象的指针最终会指向同一片内存区域[^1]。 - **深拷贝**不仅复制指针还对其指向的数据也进行完整的复制操作,从而使得源对象目标对象各自拥有独立的一份数据副本[^1]。 #### 2. 默认行为分析 C++ 编译器提供的默认拷贝构造函数执行的是浅拷贝逻辑。也就是说如果没有特别定义自己的版本,则当一个类含有动态分配成员变量(如 `new` 关键字创建的对象)时可能会引发双重删除或其他未定义行为问题[^3]。 #### 3. 实现方法对比 ##### (a) 浅拷贝示例 下面展示了不考虑深拷贝情况下的典型例子: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class ShallowCopyExample { public: int* ptr; // 构造函数初始化指针 ShallowCopyExample(int value){ ptr = new int(value); } // 默认析构函数释放内存 ~ShallowCopyExample(){ delete ptr; } }; int main() { ShallowCopyExample obj1(10); ShallowCopyExample obj2 = obj1; // 使用默认拷贝构造 cout << "*obj1.ptr=" << *(obj1.ptr) << ", *obj2.ptr="<<*(obj2.ptr)<<endl; return 0; } ``` 上述代码中,`obj2=obj1` 的时候只是简单地将 `ptr` 地址赋予给了另一个实例,并没有真正克隆底层数值。这样就会造成潜在的风险:一旦任意一方销毁之后再访问另一方就可能导致非法读取错误。 ##### (b) 深拷贝示例 为了避免上述隐患,我们需要显式重写拷贝构造函数来进行深层次的数据迁移: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class DeepCopyExample { private: int* dataPtr; public: // 构造函数 DeepCopyExample(int d):dataPtr(new int(d)){} // 自定义拷贝构造函数完成深拷贝 DeepCopyExample(const DeepCopyExample& source) : dataPtr(new int(*(source.dataPtr))) {} // 析构函数清理资源 ~DeepCopyExample(){delete dataPtr;} void setData(int newValue){*dataPtr=newValue;} int getData()const{return *dataPtr;} }; int main(){ DeepCopyExample originalObj(42); DeepCopyExample copiedObj(originalObj); cout<<"Original Data:"<<originalObj.getData()<<", Copied Data:"<<copiedObj.getData()<<endl; originalObj.setData(99); // 修改原对象不会影响到copy后的对象 cout<<"After changing Original Obj:\n"; cout<<"Original Data:"<<originalObj.getData()<<", Copied Data:"<<copiedObj.getData()<<endl; return 0; } ``` 在这个案例里,我们通过重新定义拷贝构造函数实现了真正的分离效果,即使修改其中一个也不会干扰另外一个[^3]。 --- ### 性能考量及其他注意事项 尽管深拷贝提供了更高的安全性,但它也有一定的代价。它往往需要更多的计算时间额外的空间消耗,特别是在处理大型或者复杂的嵌套结构的时候更为明显[^2]。因此,在设计阶段应当权衡利弊决定采用何种策略最为合适。
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