C++ 深拷貝和淺拷貝(位拷貝）詳解

前提 

在對象拷貝過程中，如果沒有自定義拷貝構造函數，系統會提供一個缺省的拷貝構造函數，缺省的拷貝構造函數對於基本類型的成員變量，按字節複製，對於類類型成員變量，調用其相應類型的拷貝構造函數。

閱讀《高質量的c c++編程》，第9章有這樣一段話，類似的話在《c++primer》《effective C++》都有所提及，那就是拷貝構造函數問題，這個是類編寫者的一個基礎問題。

位拷貝（淺拷貝）舉例，a指向b，b的改變其實會影響a的改變，同時a原本指向的空間發生泄漏。

然後這種情況下有了深拷貝。

我對其繪製思維導圖，方便閱讀並用分點的方式進行總結；

 

何時調用？

以下情況都會調用拷貝構造函數：
一個對象以值傳遞的方式傳入函數體
一個對象以值傳遞的方式從函數返回
一個對象需要通過另外一個對象進行初始化。

 

淺拷貝：位拷貝，拷貝構造函數，賦值重載

多個對象共用同一塊資源，同一塊資源釋放多次，崩潰或者內存泄漏

 

深拷貝：每個對象共同擁有自己的資源，必須顯式提供拷貝構造函數和賦值運算符。

缺省拷貝構造函數在拷貝過程中是按字節複製的，對於指針型成員變量只複製指針本身，而不復制指針所指向的目標--淺拷貝。

我們用自己編寫的string舉例

 
class String
{
 
public:
	const char* c_str()
	{
		return _str;
	}
 
	String(const char* str = "")
		:_str(new char[strlen(str) + 1])
	{
		strcpy(_str, str);
	}
	String(const String &s)
		:_str(NULL)
	{
		String tmp(s._str);
		swap(_str, tmp._str);
	}
	~String()
	{
		if (_str)
		{
			delete[]_str;
		}
	}
 
private:
	char* _str;
 
};

通過開闢空間的方式，進行深拷貝

	String s1("字符串1");
	String s2(s1);
	cout << s2.c_str() << endl;

拷貝成功；

這種方式採取的  拷貝構造，注意這個

	String(const String &s)
		:_str(NULL)
	{
		String tmp(s._str);
		swap(_str, tmp._str);
	}

代碼解析：其中this指向拷貝的對象，s指向試圖拷貝的原對象。(測試中的  this指向s2，s指向s1）

其中利用構造函數開闢空間，建立臨時的tmp，然後進行交換完成拷貝。

當然，我們也可以使用賦值操作符重載完成這一功能（如例子s1=s2）

	String& operator =(const String& s)
	{
		if (this != &s)
		{
			String tmp(s._str);
			swap(tmp._str, _str);
			return *this;
		}
	}//調用構造析構

//本代碼是tmp調用的構造函數
	String(const char* str = "")
		:_str(new char[strlen(str) + 1])
	{
		strcpy(_str, str);
	}
/*String tmp（s._str）
調用這個構造函數，開闢空間，建立一個和s1一樣大小的空間，並拷貝值
*/

 

代碼解析：

s1（this），s2（s）

建立tmp，tmp有和s2一樣大的空間，一樣的數值（調用構造函數），然後交換使s1（this）指向2號空間，獲得拷貝，tmp指向3號空間，tmp生命週期結束調用析構函數釋放，功能完成。

 

 

當然 賦值重載函數可以寫的更加簡潔

	String &operator=(String s)
	{
		swap(_str, s._str);
		return *this;
	}

利用tmp的方式是 藉助構造函數，這一種方式則是藉助拷貝構造函數