C++面試題之淺拷貝和深拷貝的區(qū)別

? ? ? ?先考慮一種情況，對(duì)一個(gè)已知對(duì)象進(jìn)行拷貝，編譯系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用一種構(gòu)造函數(shù)——拷貝構(gòu)造函數(shù)，如果用戶(hù)未定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，則會(huì)調(diào)用默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)。

? ? ? ?先看一個(gè)例子，有一個(gè)學(xué)生類(lèi)，數(shù)據(jù)成員時(shí)學(xué)生的人數(shù)和名字：

#includeusing?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(hào)讓s1和s2變成局部對(duì)象，方便測(cè)試
		Student?s1;
		Student?s2(s1);//?復(fù)制對(duì)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(gè)對(duì)象的指針成員所指內(nèi)存相同，這會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題呢？name指針被分配一次內(nèi)存，但是程序結(jié)束時(shí)該內(nèi)存卻被釋放了兩次，會(huì)導(dǎo)致崩潰！

? ? ? ?這是由于編譯系統(tǒng)在我們沒(méi)有自己定義拷貝構(gòu)造函數(shù)時(shí)，會(huì)在拷貝對(duì)象時(shí)調(diào)用默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)，進(jìn)行的是淺拷貝！即對(duì)指針name拷貝后會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)指針指向同一個(gè)內(nèi)存空間。

? ? ? ?所以，在對(duì)含有指針成員的對(duì)象進(jìn)行拷貝時(shí)，必須要自己定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，使拷貝后的對(duì)象指針成員有自己的內(nèi)存空間，即進(jìn)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：

#includeusing?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(duì)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(hào)讓s1和s2變成局部對(duì)象，方便測(cè)試
		Student?s1;
		Student?s2(s1);//?復(fù)制對(duì)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(gè)對(duì)象的指針成員所指內(nèi)存不同。
?總結(jié)：淺拷貝只是對(duì)指針的拷貝，拷貝后兩個(gè)指針指向同一個(gè)內(nèi)存空間，深拷貝不但對(duì)指針進(jìn)行拷貝，而且對(duì)指針指向的內(nèi)容進(jìn)行拷貝，經(jīng)深拷貝后的指針是指向兩個(gè)不同地址的指針。
再說(shuō)幾句：
當(dāng)對(duì)象中存在指針成員時(shí)，除了在復(fù)制對(duì)象時(shí)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(dāng)函數(shù)的參數(shù)為對(duì)象時(shí)，實(shí)參傳遞給形參的實(shí)際上是實(shí)參的一個(gè)拷貝對(duì)象，系統(tǒng)自動(dòng)通過(guò)拷貝構(gòu)造函數(shù)實(shí)現(xiàn)；
2.當(dāng)函數(shù)的返回值為一個(gè)對(duì)象時(shí)，該對(duì)象實(shí)際上是函數(shù)內(nèi)對(duì)象的一個(gè)拷貝，用于返回函數(shù)調(diào)用處。

3.淺拷貝帶來(lái)問(wèn)題的本質(zhì)在于析構(gòu)函數(shù)釋放多次堆內(nèi)存，使用std::shared_ptr，可以完美解決這個(gè)問(wèn)題。

關(guān)于std::shared_ptr的原理和實(shí)現(xiàn)可參考：C++筆試題之smart pointer的實(shí)現(xiàn)

一個(gè)完整的自定義類(lèi)實(shí)現(xiàn)可參考：C++筆試題之String類(lèi)的實(shí)現(xiàn)