浅拷贝、深拷贝以及拷贝构造函数

一、浅拷贝

C++默认的拷贝构造函数是浅拷贝

浅拷贝：对象的数据成员之间的简单赋值，如你设计了一个类而没有提供它的拷贝构造函数，当用该类的一个对象去给令一个对象赋值时所执行的过程就是浅拷贝。

#include <iostream>
using namespace std;

class A {
public:
    A(int  _data) : data(_data){}
    A(){}
    int getdata()
    {
        return data;
    }
private:
    int data;
};
int main()
{
  A a(5);
  A b = a; // 浅拷贝，仅仅是数据成员之间的赋值,执行后b.data = 5
  cout<< b.getdata() <<endl;//5
}

浅拷贝，执行完之后b.data = 5
从以上代码的运行结果可以看出，系统为对象b分配了内存并完成了与对象a的复制过程。就类对象而言，相同类型的类对象是通过拷贝构造函数来完成整个复制过程的。

下面举例说明拷贝构造函数的工作过程：

#include <iostream>
using namespace std;

class CExample {
private:
    int a;
public:
    CExample(int b)
    { a=b;}

    CExample(const CExample& C)//拷贝构造函数！！！
    {
        a=C.a;//C能访问对象A的私有变量！！！？？？
    }
    void Show ()
    {
        cout<<a<<endl;
    }
};

int main()
{
    CExample A(100);
    CExample B=A;
    B.Show ();//100
    return 0;
}

CExample(const CExample& C)就是我们自定义的拷贝构造函数。可见，拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，函数的名称必须和类名称一致，它的唯一的一个参数是本类型的一个引用变量，该参数是const类型，不可变的。例如：类X的拷贝构造函数的形式为X(X& x)。

当用一个已初始化过了的自定义类类型对象去初始化另一个新构造的对象的时候，拷贝构造函数就会被自动调用。也就是说，当类的对象需要拷贝时，拷贝构造函数将会被调用。以下情况都会调用拷贝构造函数：

一个对象以值传递的方式传入函数体 
一个对象以值传递的方式从函数返回 
一个对象需要通过另外一个对象进行初始化。

如果在类中没有显式地声明一个拷贝构造函数，那么，编译器将会自动生成一个默认的拷贝构造函数，该构造函数完成对象之间的位拷贝。位拷贝又称浅拷贝，后面将进行说明。

自定义拷贝构造函数是一种良好的编程风格，它可以阻止编译器形成默认的拷贝构造函数，提高源码效率。

二、深拷贝

在某些状况下，类内成员变量需要动态开辟堆内存，如果实行浅拷贝，也就是把对象里的值完全复制给另一个对象，如A=B。这时，如果B中有一个成员变量指针已经申请了内存，那A中的那个成员变量也指向同一块内存。这就出现了问题：当B把内存释放了（如：析构），这时A内的指针就是野指针了，出现运行错误。

深拷贝和浅拷贝可以简单理解为：如果一个类拥有资源，当这个类的对象发生复制过程的时候，资源重新分配，这个过程就是深拷贝，反之，没有重新分配资源，就是浅拷贝。下面举个深拷贝的例子。

#include <iostream>
//#include<string.h>
using namespace std;

class A {
public:
    A(int _size) : size(_size)
    {
        data = new int[size];
    } // 假如其中有一段动态分配的内存
    A(){};
    A(const A& _A) : size(_A.size)
    {
        data = new int[size];
    } // 深拷贝 ,主要是自定义拷贝构造函数！！！
    void show()
    {
        cout<<size<<endl;
    }
    ~A()
    {
        delete [] data;
    } // 析构时释放资源

private:
    int* data;
    int size;
};
int main()
{
    A a(5);
    A b = a; //
    b.show();//5
    return 0;
}

小结：

拷贝有两种：深拷贝，浅拷贝。

当出现类的等号赋值时，会调用拷贝函数，在未定义显示拷贝构造函数的情况下，系统会调用默认的拷贝函数——即浅拷贝，它能够完成成员的一一复制。当数据成员中没有指针时，浅拷贝是可行的。但当数据成员中有指针时，如果采用简单的浅拷贝，则两类中的两个指针将指向同一个地址，当对象快结束时，会调用两次析构函数，而导致指针悬挂现象。所以，这时，必须采用深拷贝。！！！！！！！

深拷贝与浅拷贝的区别就在于深拷贝会在堆内存中另外申请空间来储存数据，从而也就解决了指针悬挂的问题。简而言之，当数据成员中有指针时，必须要用深拷贝。

三、拷贝构造函数的几个细节

1、为什么拷贝构造函数必须是引用传递，不能是值传递？

简单的回答是为了防止递归引用。
具体一些可以这么讲：
当一个对象需要以值方式传递时，编译器会生成代码调用它的拷贝构造函数以生成一个复本。如果类A的拷贝构造函数是以值方式传递一个类A对象作为参数的话，当需要调用类A的拷贝构造函数时，需要以值方式传进一个A的对象作为实参； 而以值方式传递需要调用类A的拷贝构造函数；结果就是调用类A的拷贝构造函数导致又一次调用类A的拷贝构造函数，这就是一个无限递归。

2、拷贝构造函数的作用。

作用就是用来复制对象的，使用这个对象的实例来初始化这个对象的一个新的实例。

3、参数传递过程到底发生了什么？

将地址传递和值传递统一起来，归根结底还是传递的是”值”(地址也是值，只不过通过它可以找到另一个值)！

i) 值传递:
对于内置数据类型的传递时，直接赋值拷贝给形参(注意形参是函数内局部变量)；
对于类类型的传递时，需要首先调用该类的拷贝构造函数来初始化形参(局部对象)；如void foo(class_type obj_local){}, 如果调用foo(obj); 首先class_type obj_local(obj) ,这样就定义了局部变量obj_local供函数内部使用

ii) 引用传递:
无论对内置类型还是类类型，传递引用或指针最终都是传递的地址值！而地址总是指针类型(属于简单类型), 显然参数传递时，按简单类型的赋值拷贝，而不会有拷贝构造函数的调用(对于类类型).

4、在类中有指针数据成员时，拷贝构造函数的使用？！！！！！！

如果不显式声明拷贝构造函数的时候，编译器也会生成一个默认的拷贝构造函数，而且在一般的情况下运行的也很好。但是在遇到类有指针数据成员时就出现问题 了：因为默认的拷贝构造函数是按成员拷贝构造，这导致了两个不同的指针(如ptr1=ptr2)指向了相同的内存。当一个实例销毁时，调用析构函数 free(ptr1)释放了这段内存，那么剩下的一个实例的指针ptr2就无效了，在被销毁的时候free(ptr2)就会出现错误了, 这相当于重复释放一块内存两次。这种情况必须显式声明并实现自己的拷贝构造函数，来为新的实例的指针分配新的内存。

问题1和2回答了为什么拷贝构造函数使用值传递会产生无限递归调用的问题；
问题3回答了回答了在类中有指针数据成员时，拷贝构造函数使用值传递等于白显式定义了拷贝构造函数，因为默认的拷贝构造函数就是这么干的。

5、拷贝构造函数里能调用private成员变量吗?
解答：这个问题是在网上见的，当时一下子有点晕。其时从名子我们就知道拷贝构造函数其时就是一个特殊的构造函数，操作的还是自己类的成员变量，所以不受private的限制。

6 、以下函数哪个是拷贝构造函数,为什么?

X::X(const X&);   //拷贝构造函数
X::X(X); 
X::X(X&, int a=1);   //拷贝构造函数
X::X(X&, int a=1, int b=2);  //拷贝构造函数

解答：对于一个类X, 如果一个构造函数的第一个参数是下列之一:

a) X&
b) const X&
c) volatile X&
d) const volatile X&

且没有其他参数或其他参数都有默认值,那么这个函数是拷贝构造函数.

7、一个类中可以存在多于一个的拷贝构造函数吗?

解答：类中可以存在超过一个拷贝构造函数。

class X { 
public: 
  X(const X&); // const 的拷贝构造 
  X(X&); // 非const的拷贝构造 
};

注意,如果一个类中只存在一个参数为 X& 的拷贝构造函数,那么就不能使用const X或volatile X的对象实行拷贝初始化.
如果一个类中没有定义拷贝构造函数,那么编译器会自动产生一个默认的拷贝构造函数。
这个默认的参数可能为 X::X(const X&)或 X::X(X&),由编译器根据上下文决定选择哪一个。

参考：http://blog.chinaunix.net/uid-28977986-id-3977861.html