c++深拷贝和浅拷贝

【1】浅拷贝
一直以来，设计一个类，个人认为，最能体现水平的地方在于：类中含有指针成员变量。

如下一个典型的浅拷贝示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class HasPtrMem
{
public:
    HasPtrMem() : d(new int(0))
    {}
    ~HasPtrMem()
    {
        delete d;
        d = nullptr;
    }

    int* d;
};

int main()
{
    HasPtrMem a;
    HasPtrMem b(a);

    cout << *a.d << endl; // 0
    cout << *b.d << endl; // 0
} // 异常析构

定义了一个含有指针成员变量d的类型HasPtrMem。

该成员d在构造时会接受一个new操作分配堆内存返回的指针，而在析构的时候则会被delete操作用于释放分配的堆内存。

在main函数中，声明了HasPtrMem类型的对象a，又使用a初始化了对象b。按照C++的语法，这会调用HasPtrMem的拷贝构造函数。

而这里的拷贝构造函数由编译器隐式生成，其作用是执行类似于memcpy的按位拷贝。

这样的构造方式有一个问题，就是a.d和b.d都指向了同一块堆内存。

因此在main作用域结束的时候，对象b和对象a的析构函数会分别依次被调用。

当其中之一完成析构之后（比如对象b先析构，b.d先被delete），那么a.d就成了一个“悬挂指针”（dangling pointer），因为其不再指向有效的内存了。

那么在该悬挂指针上释放内存就会造成严重的错误。

【2】深拷贝
通常情况下，在类中未声明构造函数的情况下，C++也会为类生成一个“浅拷贝”（shollow copy）的构造函数。

而最佳的解决方案是用户自定义拷贝构造函数来实现“深拷贝”（deep copy），修正上例为深拷贝的结果：

#include <iostream>
using namespace std;

class HasPtrMem
{
public:
    HasPtrMem() : d(new int(0))
    {}
    HasPtrMem(const HasPtrMem& h) : d(new int(*h.d)) { } // 拷贝构造函数，从堆中分配内存，并用*h.d初始化
    ~HasPtrMem()
    {
        delete d;
        d = nullptr;
    }

    int* d;
};

int main()
{
    HasPtrMem a;
    HasPtrMem b(a);

    cout << *a.d << endl; // 0
    cout << *b.d << endl; // 0
} // 正常析构

为类HasPtrMem添加了一个拷贝构造函数。

拷贝构造函数从堆中分配新内存，将该分配来的内存的指针交还给d，又使用*(h.d)对*d进行了初始化。

通过这样的方法，就避免了悬挂指针的困扰。