42.C++拷贝构造函数以及深拷贝浅拷贝

今天进行了新的学习。

目录

一、拷贝构造函数

二、浅拷贝

三、深拷贝

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一、拷贝构造函数

在C++中，拷贝构造函数（Copy Constructor）是一种特殊的构造函数，用于创建一个新对象并将其初始化为与现有对象相同的副本。拷贝构造函数通常用于以下情况：

1. 当使用一个对象来初始化另一个对象时。

2. 当将对象作为函数参数按值传递时。

3. 当从函数返回对象时。

拷贝构造函数的声明和定义如下：

class MyClass {
public:
    // 拷贝构造函数
    MyClass(const MyClass& other) {
        // 在这里进行成员变量的拷贝
        // 可以使用其他构造函数或直接对成员变量进行赋值操作
    }
    // 其他成员函数和成员变量的声明
};

拷贝构造函数的参数是一个常引用（const reference），参数名通常是other或source等表示源对象的名称。在拷贝构造函数内部，你需要根据需要将源对象的成员变量拷贝到新对象中。可以使用其他构造函数或直接对成员变量进行赋值操作。

以下是一个使用拷贝构造函数的示例：

#include 
using namespace std;
class Myclass {
public:
	int val;

	//
	Myclass(const Myclass& other) {
		this->val = other.val;
		cout << "拷贝构造函数调用成功" << endl;
	}
	//构造函数
	Myclass(int val1) :val(val1){}
};
int main() {
	Myclass obj1(5);
	Myclass obj2(obj1);
	cout << "obj1的值：" << obj1.val << std::endl;
	cout << "obj2的值：" << obj2.val << std::endl;
	return 0;
}

浅拷贝和深拷贝是拷贝构造函数的两种不同实现方式，它们在拷贝对象时处理动态内存分配的方式有所不同： 

二、浅拷贝

浅拷贝（Shallow Copy）：

• 浅拷贝只是简单地将一个对象的数据成员的值复制到另一个对象中，包括指针成员的值。这意味着两个对象的指针成员将指向相同的内存地址。
• 当一个对象使用浅拷贝构造函数创建另一个对象时，两个对象共享同一块内存区域，这可能会导致两个对象的析构时释放同一块内存，造成悬空指针或内存重复释放的问题。

示例：

#include 

class ShallowCopy {
public:
    ShallowCopy(int size) {
        data = new int[size];
    }

    // 浅拷贝构造函数
    ShallowCopy(const ShallowCopy& other) {
        data = other.data; // 只是复制指针的值，两个对象共享同一块内存
    }

    ~ShallowCopy() {
        delete[] data;
    }

private:
    int* data;
};

int main() {
    ShallowCopy obj1(5);
    ShallowCopy obj2 = obj1; // 使用浅拷贝构造函数创建obj2

    // 这里会导致错误，因为obj2和obj1共享同一块内存，obj1析构后释放了内存，obj2再次析构时会出错
    return 0;
}

三、深拷贝

深拷贝（Deep Copy）：

• 深拷贝会为新对象分配一块独立的内存，然后将原对象的数据成员的值复制到新对象中，包括指针成员指向的数据也会被复制，确保两个对象的指针成员指向不同的内存地址。
• 当一个对象使用深拷贝构造函数创建另一个对象时，两个对象是完全独立的，它们的析构时不会出现悬空指针或内存重复释放的问题。

示例：

#include 

class DeepCopy {
public:
    DeepCopy(int size) {
        data = new int[size];
    }

    // 深拷贝构造函数
    DeepCopy(const DeepCopy& other) {
        data = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            data[i] = other.data[i]; // 复制数据到新对象中
        }
    }

    ~DeepCopy() {
        delete[] data;
    }

private:
    int* data;
};

int main() {
    DeepCopy obj1(5);
    DeepCopy obj2 = obj1; // 使用深拷贝构造函数创建obj2

    // 正常析构，obj2的内存是独立分配的
    return 0;
}

 在设计类时，特别是涉及动态内存分配的情况，要谨慎选择使用浅拷贝还是深拷贝，以避免内存管理问题。通常情况下，建议使用深拷贝来确保对象之间的独立性和安全性。