C++系列-浅拷贝和深拷贝

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刘禹锡《竹枝词二首·其一》
杨柳青青江水平，闻郎江上踏歌声。(一作唱歌)
东边日出西边雨，道是无晴却有晴。

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如果属性有在堆区开辟内存的，一定要自己提供拷贝构造函数，进行深拷贝，以免堆区内存重复释放。

浅拷贝

• 浅拷贝会带来的问题是堆区空间重复释放

以下代码分析：

• Person类中，有两个成员变量，其中一个是指针类型。在有参构造中，此指针类型的成员变量指向的空间开辟在堆区。
• 在test1()中，Person p1(11, 160)会实例化对象p1, 会调用到有参构造，为p1.p_height开辟堆区空间，假设其指向的地址为0x1000,如上图。
• 在test1()中，Person p2(p1)会实例化对象p2，会调用到拷贝构造，Person类中没有自定义的构造函数，则会使用默认的构造函数，默认的拷贝构造进行简单的值拷贝，如上图，p2.p_height指向的堆区空间的地址0x1000，也就是说，p1.p_height和p2.p_height指向的是同一块内存。
• 在程序释放会先调用到p2的析构(栈区先进后出)，delete p_height会释放p2.p_height指向的堆区空间0x1000，之后会调用到p1的析构，p1.p_height指向0x1000, 当delete p1.p_height时，0x1000的地址之前已经被p2的析构释放掉了，所以就会报错。
• 错误的原因是堆区只开辟了一个空间，但却遭遇了重复释放。

因为是浅拷贝，在调用第二个对象的析构函数时，会报错
code:
	#include<iostream>
	using namespace std;
	#include"circle.h"
	class Person
	{
	public:
		int age;
		int* p_height;
		Person(int ref_age, int ref_height)
		{
			age = ref_age;
			p_height = new int(ref_height);
			cout << "堆区开辟的地址为: "  << p_height << endl;
			cout << "有参构造函数被调用," << "年龄是:" << age << ",身高是:" << *p_height << endl;
		}
		~Person()
		{
			cout << p_height << endl;
			if(p_height != NULL)
			{
				delete p_height;
				p_height = NULL;
			}
			cout << "析构函数被调用" << endl;
		}
	};
	void test1()
	{
		Person p1(11, 160);
		Person p2(p1);
	}
	void main()
	{
		test1();
		system("pause");
	}

result：
	堆区开辟的地址为: 0000020FB4F36310
	有参构造函数被调用,年龄是:11,身高是:160
	0000020FB4F36310
	析构函数被调用
	0000020FB4F36310
	报错

为了解决浅拷贝带来的堆区内存重复释放的问题，就可以已使用深拷贝。

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深拷贝

• 自己写拷贝构造函数。
• 在拷贝构造中重新在堆区申请内存空间
  
  以下代码分析：
• Person类中，有两个成员变量，其中一个是指针类型。
• 在有参构造中，此指针类型的成员变量指向的空间开辟在堆区。
• 在test1()中，Person p1(11, 160)会实例化对象p1, 会调用到有参构造，为p1.p_height开辟堆区空间，假设其地址为0x1000,如上图。
• 在test1()中，Person p2(p1)会实例化对象p2，会调用到拷贝构造。
• 在拷贝构造中，p_height = new int(ref_p.p_height) 在堆区开辟内存，假设其内存地址为0x2000，该内存中的内容为ref_p.p_height，(ref_p.p_height是个指针，*ref_p.p_height是160，其为p1.p_height指向的内容)，如上图。也就是说，p1.p_height和p2.p_height指向的是不同的内存，但该内存中存放的内容是一样的。
• 在程序释放会先调用到p2的析构(栈区先进后出)，delete p_height会释放p2.p_height指向的堆区空间0x2000，之后会调用到p1的析构，p1.p_height指向0x1000，不会有重复释放的问题。

code:
	#include<iostream>
	using namespace std;
	#include"circle.h"
	class Person
	{
	public:
		int age;
		int* p_height;
		Person(int ref_age, int ref_height)
		{
			age = ref_age;
			p_height = new int(ref_height);
			cout << "堆区开辟的地址为: "  << p_height << endl;
			cout << "有参构造函数被调用," << "年龄是:" << age << ",身高是:" << *p_height << endl;
		}
	
		Person(const Person& ref_p)
		{
			age = ref_p.age;
			p_height = new int(*ref_p.p_height);		// 堆区重新申请空间
			//p_height = ref_p.p_height;	//编译器默认实现的是这行代码
			cout << "拷贝构造函数被调用, " << "堆区开辟的地址为:" << p_height << endl;
		}
	
		~Person()
		{
			cout << p_height << endl;
			if(p_height != NULL)
			{
				delete p_height;
				p_height = NULL;
			}
			cout << "析构函数被调用" << endl;
		}
	};
	
	void test1()
	{
		Person p1(11, 160);
		Person p2(p1);
	}
	
	void main()
	{
		test1();
		system("pause");
	}
result:
	堆区开辟的地址为: 0000021DED9361D0
	有参构造函数被调用,年龄是:11,身高是:160
	拷贝构造函数被调用, 堆区开辟的地址为:0000021DED936990
	0000021DED936990
	析构函数被调用
	0000021DED9361D0
	析构函数被调用

总结