c++的深拷贝与浅拷贝

    技术2024-10-30  26

          所谓浅拷贝,指的是在对象复制时,只是对对象中的数据成员进行简单的赋值,上面的例子都是属于浅拷贝的情况,默认拷贝构造函数执行的也是浅拷贝。大多情况下“浅拷贝”已经能很好地工作了,但是一旦对象存在了动态成员,那么浅拷贝就会出问题了,让我们考虑如下一段代码:

      class Rect

      {

         public:

            Rect()    //构造函数,p指向对中分配的一空间

            {

                p = new int(100);

            }

            ~Rect()  //析构函数,释放动态分配的空间

            {

                if(p != NULL)

                {

                     delete p;

                 }

            }

         private:

            int width;

            int height;

            int *p;    //一指针成员

       }

       int main()

       {

           Rect rect1;

           Rect rect2(recct1); //复制对象

           return 0;

        }

     

      

        在这段代码运行结束之前,会出现一个运行错误。原因就在于在进行对象复制时,对于动态分配的内容没有进行正确的操作。我们来分析一下:

        在运行定义rect1对象后,由于在构造函数中有一个动态分配的语句,因此执行后的内存情况大致如下:

     

     

    rect1对象                  堆

      

     

         p      --------->     100

     

    在使用rect1复制rect2时,由于执行的是浅拷贝,只是将成员的值进行赋值,所以此时rect1.p和rect2.p具有相同的值,也即这两个指针指向了堆里的同一个空间,如下图所示:

     

    rect1对象                  堆                  rect2对象

      

     

         p      --------->     100         <---------  p

     

     

    当然,这不是我们所期望的结果,在销毁对象时,两个对象的析构函数将对同一个内存空间释放两次,这就是错误出现的原因。我们需要的不是两个p有相同的值,而是两个p指向的空间有相同的值,解决办法就是使用“深拷贝”。

     

     

    在“深拷贝”的情况下,对于对象中动态成员,就不能仅仅简单地赋值了,而应该重新动态分配空间,如上面的例子就应该按照如下的方式进行处理:

     

    class Rect

    {

     public:

        Rect()    //构造函数,p指向分配的一空间

        {

            p = new int(100);

         }

         Rect(const Rect &r)

         {

             width = r.width;

             height = r.height;

             p = new int;    //为新对象重新动态分配空间;

             *p = *(r.p);

           }

         ~Rect()  //析构函数,释放动态分配的空间

            {

                if(p != NULL)

                {

                     delete p;

                 }

            }

           private:

              int width;

              int height;

              int *p; //一指针成员

          };

     

    此时,在完成对象的复制后,内存的一个大致情况如下:

     

     

     

    rect1对象                  堆

      

     

         p      --------->     100

     

     

     

    rect2对象

     

         p      --------->     100

        此时rect1的p和rect2的p各自指向一段内存空间,但它们指向的空间具有相同的内容,这就是所谓的“深拷贝”。

        此外,在与“对象的复制”很类似的“对象的赋值”的情况下,也会出现同样的问题。在“对象的赋值”一文中再来讨论此问题。

        通过对对象复制的分析,我们发现对象的复制大多在进行“值传递”时发生,这里有一个小技巧可以防止按值传递——声明一个私有拷贝构造函数。甚至不必去定义这个拷贝构造函数,这样因为拷贝构造函数是私有的,如果用户试图按值传递或函数返回该类对象,将得到一个编译错误,从而可以避免按值传递或返回对象。

     

     

     

     

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