筆記十：複製構造函數、深拷貝、淺拷貝

複製構造函數

定義：

只有單個形參，而且該形參是對本類類型對象的引用（常用const修飾），這樣的構造函數成爲複製構造函數。複製構造函數可用於：
1、根據另一個同類型的對象顯示或隱式初始化一個對象
2、複製一個對象，將它作爲實參傳遞給一個函數
3、從函數返回時複製一個對象
4、初始化順序容器中的元素
5、根據元素初始化列表初始化數組元素
——以上定義來自《C++ Primer 中文版第4版》

淺拷貝/淺複製

第一條中，若一個自定義類對象已經初始化了，並且用該類去初始化另一個同類類型的對象，假設類中存在指針型變量，若沒有顯示的構造複製構造函數，那麼編譯器會自動生成一個複製構造函數，此時的複製稱爲淺拷貝。

更準確的定義如下：
在C++中，在用一個對象初始化另一個對象時，只複製了成員，並沒有複製資源，使兩個對象同時指向了同一資源的複製方式稱爲淺複製。

那麼淺拷貝存在的風險是什麼呢？

若自定義類中存在指針成員函數，那麼：
1、淺拷貝只是複製了指針，使得2個指針指向了同一個地址，這樣在對象塊結束調用函數析構時，會造成對同一資源的2次析構，即delete 2次，引起程序崩潰。
2、淺拷貝使得2個指針成員指向同一個內存地址，修改其中一個指針指向的值，會改變另一個對象的指針指向的值
3、在內存釋放時，作爲實參傳遞的類由於析構不成功，造成內存泄露。
以上來自http://blog.csdn.net/feitianxuxue/article/details/9275979

通過一個實例來反應：
代碼：

#include<iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    A()
    {
        data = new char;
        cout << data << endl;
        cout << "默認構造函數" << endl;
    }
    ~A()
    {
        cout << "析構函數" << endl;
        delete data;
        cout << data << endl;
        data = NULL;
    }
private:
    char* data;
};


int main(int argc, char* argv[])
{
    A a;
    A b(a);

    return 0;
}

針對以上代碼，進行單步，逐語句的調試：

1、在A a; 處設置斷點，採取逐語句F11調試，進入到自定義構造函數中：

2、對於對象a——動態分配一個內存給data，此時data的值爲0x004084f8，存儲data這個值得內存地址爲0x002ffbf4 :

3、繼續執行F11，會發現程序不會再次進入到自定義構造函數，因爲此時A b(a) 執行的複製構造函數，由於類沒有顯示定義，故由編譯器自動完成，程序運行到：

4、在main函數結束之前，由於對象的聲明週期已到，故此時需調用析構函數，且析構函數的順序是由後往前析構，即對象b在對象a之後定義，那麼b在a之前析構。通過觀察也可以判斷析構順序，此時存儲data變量的地址爲0x002ffbe8 與a中存儲data的地址不同。
但是a, b中data值均爲0x004084f8

5、delete釋放掉內存資源後，data的值變爲0x004084f8<字符串中的字符無法…>：（個人理解，這裏的0x004084f8<字符串中的字符無法…> 與0x004084f8<妄…>有本質區別，後者內存地址對應着一個實際的內存空間，內存中存儲的數據顯示亂碼。而前者儘管看似爲一個內存地址值，但並未對應到一個實際的內存空間，好比一個學號之前是可以對應一個學生的，但是學生信息註銷之後，儘管該學號存在，但是無法查找到此人。若理解有誤，懇請指正，虛心學習~），此時data成爲一個垂懸指針。

6、避免垂懸指針的存在，將指針指向NULL：

7、第一次析構結束：

8、第2次析構，即對象a的析構。此時可以觀察到data存儲的值已經變爲0x004084f8<字符串中的字符無法…>，即data是一個野指針了。

9、繼續析構，則導致程序崩潰：

上述調試則解釋了淺拷貝可能造成的影響即：
1、同一內存空間析構2次引起程序崩潰
2、一個類成員修改資源，會使得另一個也隨之改變
3、第3點有疑問，data指向的內存存儲在堆中，但是已經由對象b給釋放了，而data是一個局部變量，其儲存地址在棧中，程序結束，系統自動收回棧中的資源，那麼此時所謂的內存泄露是泄露了哪一部分內存資源呢???表示不太理解，或許我理解有誤???

深拷貝/深複製

定義：
當拷貝對象中有對其他資源（如堆、文件、系統等）的引用時（引用可以是指針或引用）時，對象另開闢一塊新的資源，而不再對拷貝對象中資源的指針或引用進行單純的賦值。簡單地說，即是非共享同一塊內存資源，而是重新開闢一塊內容，將數據複製到新開闢的內存中。

通過一個實例來反應：

#include<iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    A()
    {
        data = new char;
        cout << data << endl;
        cout << "默認構造函數" << endl;
    }
    A(const A& a)
    {
        data = new char;
        memcpy(data, a.data, sizeof(a.data));
    }
    ~A()
    {
        cout << "析構函數" << endl;
        delete data;
        cout << data << endl;
        data = NULL;
    }
private:
    char* data;
};


int main(int argc, char* argv[])
{
    A a;
    A b(a);

    return 0;
}