C++深拷贝与浅拷贝~详解与案例分析

**

C++学习记录与总结之——浅拷贝与深拷贝

**
那句话怎么说来着，C++从入门到放弃，学到C++核心编程的内容终于感受到这句话，真有道理~哈哈哈
类与对象有关的知识点太多太多，比较杂，知识点也还要结合内存（如堆、栈、全局区等）等底层内容来理解，很伤脑筋！还是好好加油吧，废话不多说，进入正题。
对于类和对象，C++提供三种默认的函数：
默认构造函数；
默认析构函数；
默认拷贝构造函数；
对于这三个默认构造函数的区别，我相信看到这里的童鞋还是很清楚的，这里便不再多说。
若程序员没有自己写拷贝构造函数，那么系统会提供一个默认的拷贝构造函数，这个拷贝构造函数的传递方式为普通的赋值传递（即值传递）。
初学C++，我们常涉及到的内存分区有：
栈（存储局部变量，如函数参数，子函数等等）
堆（通过new关键词去手动开辟，并且需利用delete关键词去主动释放。简单来说，一个new就要对应一个delete）
全局区（存放全局变量和静态变量，程序结束时系统会自动释放）
其他分区（不多描述）
对于栈区和全局区，遵循先进后出的原则，所有内存的分配和使用都是系统自动的，编程时不会涉及到内存的分配和使用，这两个区均由系统自动管理，理想情况下不会因代码问题出现内存崩溃的情况。
堆区就比较特殊了，既然是由编程人员主动开辟和释放，难免因程序的Bug引起一些错误，如内存溢出，重复释放的问题。
堆区开辟的内存要用一个指针去接收，如下语句：

int a=1;
int *p;
p=new int(a);

前面已说，在定义一个类时，若不自己提供拷贝构造函数，系统提供一个默认的拷贝构造函数，这个拷贝拷贝构造函数的传递方式为值传递。那么当程序员有在堆区开辟内存空间时，若依旧不提供拷贝构造函数，则通过拷贝构造函数创建出的新的对象，它的属性值会与前一个对象的属性值是相同的。具体点，由于有堆区开辟空间，那么上述所说属性值基本属于指针类型。这便意味着，有两个指针，指向同一个堆区的内存地址。当程序运行结束时，系统会自动调用析构函数对堆区内存进行释放，这必然导致同一个堆区内存地址被释放两次，这是绝不允许的，程序直接终止报错。以下为错误代码：

using namespace std;
#include 
#include

class book
{
public:
	int *page;
	string name;
	book()   //无参构造函数
	{
		*page = 0;
		name = " ";
		cout << "默认无参构造" << *page << endl;
	}
	book(int page1, string name)   //有参构造函数
	{
		page = new int(page1);
		this->name = name;
		cout << "有参构造函数调用" << this->name<<*this->page<<endl;
	}
	~book()
	{
		delete page;
		cout << "book的析构函数调用" << endl;
	}
};

void test()
{
	book book1(200,"C++");
	book book2(book1);
	cout << *book2.page << book2.name << endl;

}


int main()
{

	test();

	return 0;
}

运行之后的崩溃界面：


从上图也可以看出，程序要结束时，第一个析构函数运行成功，但第二个析构未能成功运行。这也侧面反映出内存重复释放了导致出错。
这便是浅拷贝。即构造函数的实现是简单的赋值传递（值传递）
那如何解决浅拷贝带来的问题呢？深拷贝实现。
如有在堆区开辟内存，则应该自己提供拷贝构造函数，通过在堆区开辟新的空间来存储相同的属性值。这么做的结果便是两个指针分别指向两个不同的堆区地址，由此解决内存重复释放的问题。此为深拷贝。
以下为深拷贝示例代码：

using namespace std;
#include 
#include

class book
{
public:
	int* page;
	string name;

	book()
	{
		*page = 0;
		name = " ";
		cout << "默认无参构造" << *page << endl;
	}
	book(int page1, string name)
	{
		page = new int(page1);
		this->name = name;
		cout << "有参构造函数调用" << this->name << *this->page << endl;
	}
	//引用传递
	book(const book& b1)
	{
		page = b1.page;
		page = new int(*page);
	}
	~book()
	{
		if (page != NULL)
		{
			delete page;
			page = NULL;
		}
		cout << "book的析构函数调用" << endl;
	}
};

void test()
{
	book book1(200, "C++");
  //引用传递
	book book2(book1);
	cout << *book2.page << book2.name << endl;

}


int main()
{

	test();

	return 0;
}

上述代码采用引用传递方式，其运行结果为：

可以看到，最后两个析构函数均运行成功，程序未报错。
也可改为指针传递方式，代码附上：

using namespace std;
#include 
#include

class book
{
public:
	int* page;
	string name;

	book()
	{
		*page = 0;
		name = " ";
		cout << "默认无参构造" << *page << endl;
	}
	book(int page1, string name)
	{
		page = new int(page1);
		this->name = name;
		cout << "有参构造函数调用" << this->name << *this->page << endl;
	}
	//指针传递
	book(const book *b1)
	{
		page = b1->page;
		page = new int(*page);
	}
	~book()
	{
		if (page != NULL)
		{
			delete page;
			page = NULL;
		}
		cout << "book的析构函数调用" << endl;
	}
};

void test()
{
	book book1(200, "C++");
	//指针传递
	book book2(&book1);
	cout << *book2.page << book2.name << endl;

}


int main()
{

	test();

	return 0;
}

运行成功。
奋斗的人们，加油干吧！