c++深拷贝和浅拷贝

首先我们要知道默认拷贝构造函数可以完成对象的数据成员的简单复制,这也成为浅拷贝。对象的数据资源是由指针指向的堆时,默认的拷贝构造函数只是将指针复制。

先来看一段代码:

#include <iostream>

using namespace std;

class Test
{
private:
    int* p;
public:
    Test(int x)
    {
        this->p=new int(x);
        cout << "对象被创建" << endl;
    }
    ~Test()
    {
        if (p != NULL)
        {
            delete p;
        }
        cout << "对象被释放" << endl;
    }
    int getX() { return *p; }
};

int main()
{
    Test a(10);
    Test b = a; //会调用默认的拷贝构造函数
    return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
最后报对象被释放了两次的错误。为什么会这样?

    Test a(10);
    Test b = a; //会调用默认的拷贝构造函数

第一个语句创建了一个对象a(指针),指向了数据资源。这时再执行第二个语句,调用了默认拷贝构造函数,创建一个对象b,它只是将a的地址复制给b,所以b仍旧指向a的数据资源。那么一旦执行析构函数,就会发现同样的数据资源被析构了两次。这就会出现错误。

要解决上面的问题,就要进行深拷贝,很简单,就是自己写一个拷贝构造函数

#include <iostream>

using namespace std;

class Test
{
private:
    int* p;
public:
    Test(int x)
    {
        this->p=new int(x);
        cout << "对象被创建" << endl;
    }
    ~Test()
    {
        if (p != NULL)
        {
            delete p;
        }
        cout << "对象被释放" << endl;
    }
    int getX() { return *p; }
    //深拷贝(拷贝构造函数)
    Test(const Test& a)
    {
        this->p = new int(*a.p);
        cout << "对象被创建" << endl;
    }
    //浅拷贝(拷贝构造函数)
    //Test(const Test& a)
    //{
    //  this->p = a.p;
    //  cout << "对象被创建" << endl;
    //}
};

int main()
{
    Test a(10);
    Test b = a; //会调用我们手动写的拷贝构造函数
    return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述
这个时候就没有出错。
因为深拷贝会重新开辟一个内存空间给对象b

设计并实现一个动态整型数组类Vect,要求: (1)实现构造函数重载,可以根据指定的元素个数动态创建初始值为0的整型数组,或根据指定的内置整型数组动态创建整型数组。 (2)设计拷贝构造函数析构函数,注意使用深拷贝。 (3)设计存取指定位置的数组元素的公有成员函数,并进行下标越界,若越界则输出“out of boundary”。 (4)设计获取数组元素个数的公有成员函数。 (5)设计用于输出数组元素的公有成员函数,元素之间以空格分隔,最后以换行符结束。 在main函数中按以下顺序操作: (1)根据内置的静态整型数组{1,2,3,4,5}构造数组对象v1,根据输入的整型数构造数组对象v2。 (2)调用Vect的成员函数依次输出v1v2的所有元素。 (3)输入指定的下标及对应的整型数,设置数组对象v1的指定元素。 (4)根据数组对象v1拷贝构造数组对象v3。 (5)调用Vect的成员函数依次输出v1v3的所有元素。 设计并实现一个动态整型数组类Vect,要求: (1)实现构造函数重载,可以根据指定的元素个数动态创建初始值为0的整型数组,或根据指定的内置整型数组动态创建整型数组。 (2)设计拷贝构造函数析构函数,注意使用深拷贝。 (3)设计存取指定位置的数组元素的公有成员函数,并进行下标越界,若越界则输出“out of boundary”。 (4)设计获取数组元素个数的公有成员函数。 (5)设计用于输出数组元素的公有成员函数,元素之间以空格分隔,最后以换行符结束。 在main函数中按以下顺序操作: (1)根据内置的静态整型数组{1,2,3,4,5}构造数组对象v1,根据输入的整型数构造数组对象v2。 (2)调用Vect的成员函数依次输出v1v2的所有元素。 (3)输入指定的下标及对应的整型数,设置数组对象v1的指定元素。 (4)根据数组对象v1拷贝构造数组对象v3。 (5)调用Vect的成员函数依次输出v1v3的所有元素。
### C++深拷贝浅拷贝的区别及用法 #### 概念区分 在 C++ 编程中,当涉及到对象的状态包含其他对象的引用时,深拷贝浅拷贝的概念显得尤为重要。浅拷贝仅复制指向数据的指针或其他引用类型的变量,而不会创建新的内存区域来存储实际的数据副本;相比之下,深拷贝不仅复制指针或引用本身,还会分配新的堆区空间并将原始数据完全复制过去[^1]。 具体来说: - **浅拷贝**是指简单地将一个对象的内容逐字节复制到另一个新对象上。如果该对象内部包含了动态分配的资源(如通过 `new` 创建的对象),那么这些资源只会被其地址值所复制,而不是真正意义上的内容复制[^2]。 - **深拷贝**则意味着不仅要复制对象本身的字段,还需要为那些由原对象管理的所有外部资源重新申请相应的内存,并完成完整的数据迁移过程[^3]。 #### 使用场景分析 根据不同的应用场景需求可以选择适合自己的策略: 1. 当两个独立实例之间不需要共享某些特定成员变量(尤其是涉及动态分配部分),此时应该采用深拷贝机制以确保各自拥有单独的一份数据副本; 2. 如果多个对象可以安全共存于同一块物理存储之上,则可考虑利用效率更高的浅拷贝方法减少不必要的开销[^4]. #### 实现方式探讨 为了正确处理上述两种情况下的行为差异,在定义类时通常需要重载以下几个特殊成员函数之一或者全部三个: - 构造函数:用于初始化新创建的对象; - 赋值运算符(`operator=`):负责已存在目标对象更新源操作数表示的新状态; - 析构函数(destructor) :清理当前实例占用的一切非托管型资源. 下面给出一段示范代码展示如何实现自定义版本中的深拷贝逻辑: ```cpp class MyClass { private: int* data; // 动态分配整数数组 public: // 默认构造函数 MyClass(int size){ this->data = new int[size]; std::fill_n(this->data, size, 0); } // 复制构造函数 - 执行深拷贝 MyClass(const MyClass& other){ this->data = new int[other.getSize()]; std::copy(other.data, other.data + getSize(), this->data); } ~MyClass(){ delete[] data; } int getSize() const {return sizeof(data)/sizeof(*data);} }; ``` 以上例子展示了如何在一个简单的类结构里加入必要的措施防止因不当使用而导致意外后果的发生。
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