笔记十：复制构造函数深拷贝浅拷贝

Posted 2020-07-21 helenandyoyo

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了笔记十：复制构造函数深拷贝浅拷贝相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

复制构造函数

定义：

只有单个形参，而且该形参是对本类类型对象的引用（常用const修饰），这样的构造函数成为复制构造函数。复制构造函数可用于：
1、根据另一个同类型的对象显示或隐式初始化一个对象
2、复制一个对象，将它作为实参传递给一个函数
3、从函数返回时复制一个对象
4、初始化顺序容器中的元素
5、根据元素初始化列表初始化数组元素
——以上定义来自《C++ Primer 中文版第4版》

浅拷贝/浅复制

第一条中，若一个自定义类对象已经初始化了，并且用该类去初始化另一个同类类型的对象，假设类中存在指针型变量，若没有显示的构造复制构造函数，那么编译器会自动生成一个复制构造函数，此时的复制称为浅拷贝。

更准确的定义如下：
在C++中，在用一个对象初始化另一个对象时，只复制了成员，并没有复制资源，使两个对象同时指向了同一资源的复制方式称为浅复制。

那么浅拷贝存在的风险是什么呢？

若自定义类中存在指针成员函数，那么：
1、浅拷贝只是复制了指针，使得2个指针指向了同一个地址，这样在对象块结束调用函数析构时，会造成对同一资源的2次析构，即delete 2次，引起程序崩溃。
2、浅拷贝使得2个指针成员指向同一个内存地址，修改其中一个指针指向的值，会改变另一个对象的指针指向的值
3、在内存释放时，作为实参传递的类由于析构不成功，造成内存泄露。
以上来自http://blog.csdn.net/feitianxuxue/article/details/9275979

通过一个实例来反应：
代码：

#include<iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    A()
    {
        data = new char;
        cout << data << endl;
        cout << "默认构造函数" << endl;
    }
    ~A()
    {
        cout << "析构函数" << endl;
        delete data;
        cout << data << endl;
        data = NULL;
    }
private:
    char* data;
};


int main(int argc, char* argv[])
{
    A a;
    A b(a);

    return 0;
}

针对以上代码，进行单步，逐语句的调试：

1、在A a; 处设置断点，采取逐语句F11调试，进入到自定义构造函数中：
这里写图片描述

2、对于对象a——动态分配一个内存给data，此时data的值为0x004084f8，存储data这个值得内存地址为0x002ffbf4 :
这里写图片描述

3、继续执行F11，会发现程序不会再次进入到自定义构造函数，因为此时A b(a) 执行的复制构造函数，由于类没有显示定义，故由编译器自动完成，程序运行到：
这里写图片描述

4、在main函数结束之前，由于对象的声明周期已到，故此时需调用析构函数，且析构函数的顺序是由后往前析构，即对象b在对象a之后定义，那么b在a之前析构。通过观察也可以判断析构顺序，此时存储data变量的地址为0x002ffbe8 与a中存储data的地址不同。
但是a, b中data值均为0x004084f8

这里写图片描述

5、delete释放掉内存资源后，data的值变为0x004084f8<字符串中的字符无法…>：（个人理解，这里的0x004084f8<字符串中的字符无法…> 与0x004084f8<妄…>有本质区别，后者内存地址对应着一个实际的内存空间，内存中存储的数据显示乱码。而前者尽管看似为一个内存地址值，但并未对应到一个实际的内存空间，好比一个学号之前是可以对应一个学生的，但是学生信息注销之后，尽管该学号存在，但是无法查找到此人。若理解有误，恳请指正，虚心学习~），此时data成为一个垂悬指针。

这里写图片描述

6、避免垂悬指针的存在，将指针指向NULL：

这里写图片描述

7、第一次析构结束：

这里写图片描述

8、第2次析构，即对象a的析构。此时可以观察到data存储的值已经变为0x004084f8<字符串中的字符无法…>，即data是一个野指针了。

这里写图片描述

9、继续析构，则导致程序崩溃：

这里写图片描述

上述调试则解释了浅拷贝可能造成的影响即：
1、同一内存空间析构2次引起程序崩溃
2、一个类成员修改资源，会使得另一个也随之改变
3、第3点有疑问，data指向的内存存储在堆中，但是已经由对象b给释放了，而data是一个局部变量，其储存地址在栈中，程序结束，系统自动收回栈中的资源，那么此时所谓的内存泄露是泄露了哪一部分内存资源呢???表示不太理解，或许我理解有误???

深拷贝/深复制

定义：
当拷贝对象中有对其他资源（如堆、文件、系统等）的引用时（引用可以是指针或引用）时，对象另开辟一块新的资源，而不再对拷贝对象中资源的指针或引用进行单纯的赋值。简单地说，即是非共享同一块内存资源，而是重新开辟一块内容，将数据复制到新开辟的内存中。

通过一个实例来反应：

#include<iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    A()
    {
        data = new char;
        cout << data << endl;
        cout << "默认构造函数" << endl;
    }
    A(const A& a)
    {
        data = new char;
        memcpy(data, a.data, sizeof(a.data));
    }
    ~A()
    {
        cout << "析构函数" << endl;
        delete data;
        cout << data << endl;
        data = NULL;
    }
private:
    char* data;
};


int main(int argc, char* argv[])
{
    A a;
    A b(a);

    return 0;
}