深拷贝与浅拷贝[重复]

Posted 2023-02-22

【中文标题】深拷贝与浅拷贝[重复]

【英文标题】：Deep copy vs Shallow Copy [duplicate]

【发布时间】：2011-02-09 02:40:39

【问题描述】：

可能重复：What is the difference between a deep copy and a shallow copy?

深拷贝和浅拷贝有什么区别。拷贝构造函数做了什么类型的拷贝？

【问题讨论】：

重复***.com/questions/184710/…

第一个问题是重复的，但我找不到第二个问题，尽管这可能是因为它没有明确说明。 @Ankur：在您的第二个问题中，您是在询问默认的复制构造函数吗？

深拷贝和浅拷贝这两个术语通常不会在 C++ 中使用，因为它们不能很好地映射到该语言。在 Java 和其他几种语言中，这种区别更有用，因为它们基于引用的语义，在大多数情况下，浅拷贝是不可避免的。在 C++ 中，对象是按值复制的，真正的浅拷贝非常罕见，但默认的复制构造函数也不会实现深拷贝。这些术语在 C++ 中没有意义

【参考方案1】：

浅拷贝：

副本的某些成员可能引用与原始对象相同的对象：

class X

private:
    int i;
    int *pi;
public:
    X()
        : pi(new int)
     
    X(const X& copy)   // <-- copy ctor
        : i(copy.i), pi(copy.pi)
     
;

这里，原始对象的pi 成员和复制的X 对象都将指向同一个int。

---

深拷贝：

原始的所有成员都被克隆（如果需要，递归）。没有共享对象：

class X

private:
    int i;
    int *pi;
public:
    X()
        : pi(new int)
     
    X(const X& copy)   // <-- copy ctor
        : i(copy.i), pi(new int(*copy.pi))  // <-- note this line in particular!
     
;

这里，原始和复制的X 对象的pi 成员将指向不同的int 对象，但它们具有相同的值。

---

_{默认的拷贝构造函数（如果你自己不提供，它会自动提供）只创建浅拷贝。}

更正： 下面的几个 cmets 已经正确指出，说默认的复制构造函数 always 执行浅拷贝（或深拷贝）是错误的事情）。一个类型的拷贝构造函数是创建浅拷贝还是深拷贝，或者介于两者之间的东西，取决于每个成员的拷贝行为的组合；毕竟，成员类型的复制构造函数可以做任何它想做的事情。

以下是 1998 年 C++ 标准的第 12.8 节第 8 段对上述代码示例的说明：

隐式定义的副本 类X 的构造函数执行一个 其子对象的成员副本。 [...] 每个子对象都复制到 适合其类型的方式：[...] [I]如果子对象是标量类型， 内置赋值运算符是 用过。

【讨论】：

神秘的段落似乎不同意您大胆声称默认复制构造函数仅生成浅拷贝。

是什么让你这么认为？我的理解如下：某些指针类型的成员是标量子对象，不是吗？如果你使用内置的赋值操作符复制一个指针，这意味着指向的对象不会被克隆，而只是被一个附加的指针引用。因此，您最终会得到一个浅拷贝。

@stakx 你是对的，但我认为这说明术语“深拷贝”和“浅拷贝”并不是特别有用——事实上，我从未听说有经验的 C++ 程序员使用它们。

默认的复制构造函数会生成一个member-wise的拷贝，而一个成员是深拷贝还是浅拷贝完全取决于成员的行为。 struct Person string firstName, lastName; - 默认复制构造函数进行 deep 复制。

所有可能的复制构造器“类型”的集合不包括 JUST “浅”和“深”的不相交集。它包括介于两者之间的所有内容（例如，一半的成员可能是浅拷贝，一半可能是深拷贝——但除非你知道他们的实现，否则你永远不会知道这些成员是在做浅拷贝还是深拷贝）。默认的复制构造函数既不总是“浅”也不总是“深”。浅层和深层这两个术语只是描述了可能的行为。

【参考方案2】：

这方面的典型示例是指向结构或对象（可变）的指针数组。

浅拷贝复制数组并维护对原始对象的引用。

深拷贝也会复制（克隆）对象，因此它们与原始对象无关。这意味着对象本身被深度复制。这就是困难的地方，因为没有真正的方法可以知道某些内容是否被深度复制。

复制构造函数用于用之前创建的同一个类的对象来初始化新对象。默认情况下，编译器写了一个浅拷贝。当不涉及动态内存分配时，浅拷贝工作正常，因为当涉及动态内存分配时，两个对象将指向堆中的相同内存位置，因此为了解决这个问题，我们编写了深拷贝，因此两个对象都有自己的属性副本在记忆中。

要阅读包含完整示例和说明的详细信息，您可以查看文章Constructors and destructors。

默认的复制构造函数是浅的。您可以根据需要使自己的复制构造函数变深或变浅。见C++ Notes: OOP: Copy Constructors。

【讨论】：

它应该是一个指向可变对象的指针数组

一个很好的例子是 Boost::GIL，其中视图是图像对象（像素容器）的浅拷贝。当通过视图对象访问像素时，会生成像素的本地/临时副本。

【参考方案3】：

深拷贝实际上是执行深拷贝。这意味着，如果你的类有一些引用字段，它们的值将被复制，而不是引用本身。例如，如果您有一个类的两个实例，A 和 B 具有引用类型的字段，并执行深层复制，则更改 A 中该字段的值不会影响 B 中的值。反之亦然。浅拷贝的情况不同，因为只复制引用，因此，在复制的对象中更改此字段会影响原始对象。

复制构造函数执行什么类型的副本？

它依赖于实现。这意味着对此没有严格的规定，您可以像深拷贝或浅拷贝一样实现它，但是据我所知，在复制构造函数中实现深拷贝是一种常见的做法。不过，默认的复制构造函数会执行浅拷贝。