C++中的“深拷贝”与“浅拷贝”

        “深拷贝”与“浅拷贝”是C++的基础，也是在程序员面试过程中经常被问到的问题之一。

        浅拷贝：简单的赋值拷贝操作；

        深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作；

默认拷贝构造函数——“浅拷贝”示例：

#include 
using namespace std;


// 定义Person类
class Person
{

public:

    // 默认构造函数
	Person()
	{

		cout << "Person类 默认构造函数调用" << endl;

	}

    // 有参构造函数
	Person(int age,int height)
	{
        
        /*
        该函数主要是对属性进行赋值操作，
        相当于一个外部接口（在Person类外部调用该有参构造函数可对Perrson类的属性进行赋值）
        */

		m_Age = age;  // 将外部传进来的 int age 赋值给年龄属性 m_Age 

		m_Height = new int(height);  // 将 int height 创建在堆区，返回的是地址，即 m_Height 是指针，用来接收创建在堆区的 height 的地址

		cout << "Person类 有参构造函数调用" << endl;

	}

    // 析构函数
	~Person()
	{

		// 析构代码的作用：将堆区开辟的数据做释放操作

		if(m_Height != NULL)
		{ 
		
			delete m_Height;  // 释放堆区数据
			m_Height = NULL;  // 避免野指针

		}

		cout << "Person类 析构函数调用" << endl;

	}

	int m_Age;      // 年龄属性
	int* m_Height;  // 身高属性

};


void test01()
{

	Person p1(18,160);  // 有参构造函数的调用，实例化对象，即利用Person类创建了对象p1

	cout << "p1 的年龄为：" << p1.m_Age    << endl;
	cout << "p1 的身高为：" << *p1.m_Height << endl;

	Person p2(p1);      // 默认拷贝构造函数的调用，浅拷贝

	cout << "p2 的年龄为：" << p2.m_Age    << endl;
	cout << "p2 的身高为：" << *p2.m_Height << endl;

}




int main() {


	test01();


	system("pause");
	return 0;
}

        运行该段代码，系统会崩掉，如图：

原因： 

        在运行该段代码时，我们实例化了 p1 和 p2 两个对象，两个对象均有 m_Age 和 m_Height 两个属性，其中 p2 是通过默认拷贝构造函数创建的，实际上 p2 对象仅仅对 p1 对象的 m_Age 属性和 m_Height 属性进行了赋值拷贝操作——“浅拷贝”，我们知道 m_Age 是一个 int 类型，那么该段代码的问题就出现在 m_Height 属性上，因为 m_Height 是一个指针，假设我们在堆区创建的 height 数据的地址为 0x0011（代码段为 new int(height)），那么 p1 对象的 m_Height 属性就是 0x0011，它指向的是堆区的数据 height，在创建对象 p2 时，由于我们是做的“浅拷贝”，仅仅将 0x0011 这个地址进行了拷贝，那么当代码运行析构函数时，需要对堆区的数据进行释放，根据“先进后出”的原则， p2 对象的 m_Height 属性不为NULL，则该指针指向的堆区的数据 height 被释放，此时代码仍然没有问题，那么接下来，当析构函数对 p1 对象的 m_Height 指针指向的堆区的数据 height 进行释放时，由于 p2 已经释过了，此时再进行释放就会报错。所以，所以“浅拷贝”的问题主要是：堆区的内存被重复释放。“浅拷贝”的问题需要用“深拷贝”来解决。

自定义拷贝构造函数实现“深拷贝”

“深拷贝”需要自定义拷贝构造函数以解决“浅拷贝”带来的问题：

	Person(const Person &p)
	{

		cout << "Person类 自定义拷贝构造函数调用" << endl;

		m_Age = p.m_Age;

		m_Height = new int(*p.m_Height);  // “深拷贝”原理

        // m_Height = p.m_Height; 这是“浅拷贝"的原理

	}

m_Height = new int(*p.m_Height);是重点，该段代码的含义是在堆区重新开辟空间用于存储数据，这样避免了“浅拷贝”重复释放堆区内存的问题。

完整代码：

#include 
using namespace std;


// 定义Person类
class Person
{

public:

    // 默认构造函数
	Person()
	{

		cout << "Person类 默认构造函数调用" << endl;

	}

    // 有参构造函数
	Person(int age,int height)
	{
        
        /*
        该函数主要是对属性进行赋值操作，
        相当于一个外部接口（在Person类外部调用该有参构造函数可对Perrson类的属性进行赋值）
        */

		m_Age = age;  // 将外部传进来的 int age 赋值给年龄属性 m_Age 

		m_Height = new int(height);  // 将 int height 创建在堆区，返回的是地址，即 m_Height 是指针，用来接收创建在堆区的 height 的地址

		cout << "Person类 有参构造函数调用" << endl;

	}

    // 拷贝构造函数
    Person(const Person &p)
	{

		cout << "Person类 自定义拷贝构造函数调用" << endl;

		m_Age = p.m_Age;

		m_Height = new int(*p.m_Height);  // “深拷贝”原理

        // m_Height = p.m_Height; 这是“浅拷贝"的原理

	}

    // 析构函数
	~Person()
	{

		// 析构代码的作用：将堆区开辟的数据做释放操作

		if(m_Height != NULL)
		{ 
		
			delete m_Height;  // 释放堆区数据
			m_Height = NULL;  // 避免野指针

		}

		cout << "Person类 析构函数调用" << endl;

	}

	int m_Age;      // 年龄属性
	int* m_Height;  // 身高属性

};


void test01()
{

	Person p1(18,160);  // 有参构造函数的调用，实例化对象，即利用Person类创建了对象p1

	cout << "p1 的年龄为：" << p1.m_Age    << endl;
	cout << "p1 的身高为：" << *p1.m_Height << endl;

	Person p2(p1);      // 默认拷贝构造函数的调用，浅拷贝

	cout << "p2 的年龄为：" << p2.m_Age    << endl;
	cout << "p2 的身高为：" << *p2.m_Height << endl;

}




int main() {


	test01();


	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：