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。