一文搞清面试高频问题：深拷贝和浅拷贝（C++）

Posted 2021-08-27 每天告诉自己要努力

浅拷贝： 简单的赋值拷贝，默认的拷贝函数就是浅拷贝，可以理解成C++的引用，别名。新对象是旧对象的引用。
深拷贝： 在堆区重新申请内存空间，再进行拷贝操作。这样就是高级的复制，新对象跟旧对象表面看起来值都一样，但是新对象跟旧对象没有其他任何关系，每个元素对应的地址是不同的。

举个例子：
浅拷贝就是，两个一模一样的彭于晏，一个叫彭于晏1号，另外一个叫彭于晏2号，这两个人完全一模一样复制出来的，只是叫法不同。
深拷贝就是，猪八戒整容变成了彭于晏，包括身高、五官、所有的外形、声音、气质都跟整得跟彭于晏的一样，但是里面流着的还是猪血，本质上还是一头猪，所以本质上还是一个猪八戒跟一个彭于晏，只是看起来是两个彭于晏。

先说明实际应用场景：浅拷贝带来的问题就是堆区的内存重复释放；而深拷贝就是来解决这个问题的。

要了解深浅拷贝，首先要回顾一下几个知识点。一个类的对象，初始化的时候是在栈区的一块内存里，在对象调用结束后，栈区的内存会被释放。这个跟函数调用是同理的，当函数调用结束之后，也会自动释放掉刚刚函数执行使用了的内存。这种一般的声明变量，都是储存在栈区的，所以才能够在调用结束的时候被释放掉。但是，C++里的new关键字，是在堆区开辟一块新的内存，举个例子：在局部函数中new了一块内存，当局部函数调用结束之后，这块内存仍然存在，也就是这个new出来的变量在函数调用结束之后还可以被用来进行后面的操作。

另外要注意：new出来的是堆区的一段空间的首地址，因此需要用指针去接收它。

构建一个人类，以年龄age为例
class Person {
public:
	Person(int age) {
		m_age = new int(age);
	}
	
	Person(const Person& p) {
		//m_age = p.m_age;  编译器默认的方式是浅拷贝
		m_age = new int(*p.m_age); //自己构造的深拷贝
	}
	
	~Person() {
	 	if (m_age) delete m_age;
	 } 

private:
	int* m_age;
};

再来梳理一下逻辑：
首先，因为这个类的初始化构造里面存在new，需要向堆区请求开辟一块内存，堆区内存手动开辟，同时也需要手动释放。
因此，需要在析构函数里面写一个delete来释放掉这个内存。此时如果不用到“拷贝构造”这个操作，是不会出现问题的；
但是，如果用到了拷贝构造，就会出现重复释放内存的问题。
这是因为默认的构造函数是浅拷贝，也就是简单的赋值操作，以上述的“人类”为例子，默认的浅拷贝的赋值操作是 m_age = p.m_age，这是一种简单无脑的“复制”，堆区的内存只有一块，但是被这样无脑的“复制”导致有两个指针指向了同一块内存，因此浅拷贝会导致同一块内存被释放两次。很明显，解决方案就是，使堆区的内存变成两块，并且两个指针分别指向这两块不同的内存，而且两块内存里面的值是相同的，所以自己手写一个深拷贝构造函数来代替默认的构造函数，手写的深拷贝构造函数里面再开辟一块新的内存来“复制”年龄的值，这样子的操作就是深拷贝了，深拷贝解决了浅拷贝带来的堆区内存重复释放的问题。

看到这里，会不会有这样的疑问：new了内存之后如果不delete那就没事了？
回答：new了内存之后，如果不delete，那么这块内存将会被一直占用，白白浪费了一块内容。这样会导致很多问题，比如在内存占用得很多的时候电脑会死机。