驗證：合成的複製構造函數是位拷貝的

以下摘自林銳的高質量C++編程：

        如果不主動編寫拷貝構造函數和賦值函數，編譯器將以“位拷貝”的方式自動生成缺省的函數。倘若類中含有指針變量，那麼這兩個缺省的函數就隱含了錯誤。以類String 的兩個對象a,b 爲例，假設a.m_data 的內容爲“hello”，b.m_data 的內容爲“world”。

        現將a 賦給b，缺省賦值函數的“位拷貝”意味着執行b.m_data = a.m_data。這將造成三個錯誤：一是b.m_data 原有的內存沒被釋放，造成內存泄露；二是b.m_data 和a.m_data 指向同一塊內存，a 或b 任何一方變動都會影響另一方；三是在對象被析構時，m_data 被釋放了兩次。

        代碼如下：

#ifndef STRING_H_
#define STRING_H_

#include <iostream>
#include <string.h>

using namespace std;
class String
{
public:
    String()
        :data_(new char[1])
    {
        *data_ = ' ';
    }

    String(const char* str)
        :data_(new char[strlen(str)+1])
    {
        strcpy(data_, str);
    }

    void set_data(const char* str)
    {
    	char *tmp = data_;
    	while(*tmp)
    	{
    		*tmp++ = *str++;
    	}
    }

    void output_data(void)
    {
    	cout << data_ << endl;
    }

    ~String()
    {
        delete []data_;
    }

    friend ostream& operator <<(ostream& os, const String &str);

private:
    char *data_;
};

ostream& operator <<(ostream& os, const String &str)
{
	os << str.data_;
	return os;
}
#endif /* STRING_H_ */

#include <iostream>
#include "String.h"

using namespace std;

int main()
{
    String a("hello");
    String b(a);

    cout << "the string a is: " << a << endl;
    cout << "the string b is: " << b << endl;

    a.set_data("world");

    cout << "the string a is: " << a << endl;
    cout << "the string b is: " << b << endl;
}

        在g++下編譯時，會在輸出後顯示：Aborted(core dumped)。輸出：

the string a is: hello
the string b is: hello
the string a is: world
the string b is: world

        由string b的data_也是'world'說明：a 和 b的data_佔用了同一塊內存，是位拷貝。

        正確的string類，包含自定義的複製構造函數和賦值操作符：

#ifndef STRING_H_
#define STRING_H_

#include <iostream>
#include <string.h>

using namespace std;
class String
{
public:
    //default constructor
	String()
        :data_(new char[1])
    {
        *data_ = ' ';
    }

    String(const char* str)
        :data_(new char[strlen(str)+1])
    {
        strcpy(data_, str);
    }

    //copy constructor
    String(const String &str)
    {
    	data_ = new char[strlen(str.data_)+1];
    	strcpy(data_, str.data_);
    }
    
    //operator =
    String & operator =(String &str)
    {
    	if(this == &str)
    		return *this;

    	delete []data_;

    	data_ = new char[strlen(str.data_)+1];

    	strcpy(data_, str.data_);

    	return *this;
    }

    void set_data(const char* str)
    {
    	char *tmp = data_;
    	while(*tmp)
    	{
    		*tmp++ = *str++;
    	}
    }

    void output_data(void)
    {
    	cout << data_ << endl;
    }

    ~String()
    {
        delete []data_;
    }

    friend ostream& operator <<(ostream& os, const String &str);

private:
    char *data_;
};

ostream& operator <<(ostream& os, const String &str)
{
	os << str.data_;
	return os;
}
#endif /* STRING_H_ */

        執行main函數的輸出：

the string a is: hello
the string b is: hello
the string a is: world
the string b is: hello