C 面試題之淺拷貝和深拷貝的區(qū)別

心本心123 2021-12-08

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先考慮一種情況，對一個已知對象進行拷貝，編譯系統(tǒng)會自動調(diào)用一種構(gòu)造函數(shù)——拷貝構(gòu)造函數(shù)，如果用戶未定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，則會調(diào)用默認拷貝構(gòu)造函數(shù)。

先看一個例子，有一個學生類，數(shù)據(jù)成員時學生的人數(shù)和名字：


#include <iostream>  
using namespace std;
class Student
{
private:
	int num;
	char *name;
public:
	Student();
	~Student();
};
Student::Student()
{
	name = new char(20);
	cout << 'Student' << endl;
}
Student::~Student()
{
	cout << '~Student ' << (int)name << endl;
	delete name;
	name = NULL;
}
int main()
{
	{// 花括號讓s1和s2變成局部對象，方便測試
		Student s1;
		Student s2(s1);// 復制對象
	}
	system('pause');
	return 0;
}

執(zhí)行結(jié)果：調(diào)用一次構(gòu)造函數(shù)，調(diào)用兩次析構(gòu)函數(shù)，兩個對象的指針成員所指內(nèi)存相同，這會導致什么問題呢？name指針被分配一次內(nèi)存，但是程序結(jié)束時該內(nèi)存卻被釋放了兩次，會導致崩潰！

這是由于編譯系統(tǒng)在我們沒有自己定義拷貝構(gòu)造函數(shù)時，會在拷貝對象時調(diào)用默認拷貝構(gòu)造函數(shù)，進行的是淺拷貝！即對指針name拷貝后會出現(xiàn)兩個指針指向同一個內(nèi)存空間。

所以，在對含有指針成員的對象進行拷貝時，必須要自己定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，使拷貝后的對象指針成員有自己的內(nèi)存空間，即進行深拷貝，這樣就避免了內(nèi)存泄漏發(fā)生。

添加了自己定義拷貝構(gòu)造函數(shù)的例子：


#include <iostream>  
using namespace std;
class Student
{
private:
	int num;
	char *name;
public:
	Student();
	~Student();
	Student(const Student &s);//拷貝構(gòu)造函數(shù)，const防止對象被改變
};
Student::Student()
{
	name = new char(20);
	cout << 'Student' << endl;
}
Student::~Student()
{
	cout << '~Student ' << (int)name << endl;
	delete name;
	name = NULL;
}
Student::Student(const Student &s)
{
	name = new char(20);
	memcpy(name, s.name, strlen(s.name));
	cout << 'copy Student' << endl;
}
int main()
{
	{// 花括號讓s1和s2變成局部對象，方便測試
		Student s1;
		Student s2(s1);// 復制對象
	}
	system('pause');
	return 0;
}

執(zhí)行結(jié)果：調(diào)用一次構(gòu)造函數(shù)，一次自定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，兩次析構(gòu)函數(shù)。兩個對象的指針成員所指內(nèi)存不同。
總結(jié)：淺拷貝只是對指針的拷貝，拷貝后兩個指針指向同一個內(nèi)存空間，深拷貝不但對指針進行拷貝，而且對指針指向的內(nèi)容進行拷貝，經(jīng)深拷貝后的指針是指向兩個不同地址的指針。
再說幾句：
當對象中存在指針成員時，除了在復制對象時需要考慮自定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，還應(yīng)該考慮以下兩種情形：
1.當函數(shù)的參數(shù)為對象時，實參傳遞給形參的實際上是實參的一個拷貝對象，系統(tǒng)自動通過拷貝構(gòu)造函數(shù)實現(xiàn)；
2.當函數(shù)的返回值為一個對象時，該對象實際上是函數(shù)內(nèi)對象的一個拷貝，用于返回函數(shù)調(diào)用處。