C++中深拷貝和淺拷貝的問(wèn)題是很值得我們注意的知識(shí)點(diǎn)，如果編程中不注意，可能會(huì)出現(xiàn)疏忽，導(dǎo)致bug。本文就詳細(xì)講講C++深淺拷貝的種種。

       對(duì)于一般的對(duì)象，如：

       它們之間的賦值、復(fù)制過(guò)程是很簡(jiǎn)單的。但是對(duì)于類對(duì)象來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部存在各種類型成員變量，在拷貝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如下：

       運(yùn)行結(jié)果：

       編譯通過(guò)了，運(yùn)行后出現(xiàn)一堆的錯(cuò)誤，為什么？！這就是淺拷貝帶來(lái)的問(wèn)題。

       事實(shí)是，在對(duì)象拷貝過(guò)程中，如果沒(méi)有自定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，系統(tǒng)會(huì)提供一個(gè)缺省的拷貝構(gòu)造函數(shù)，缺省的拷貝構(gòu)造函數(shù)對(duì)于基本類型的成員變量，按字節(jié)復(fù)制，對(duì)于類類型成員變量，調(diào)用其相應(yīng)類型的拷貝構(gòu)造函數(shù)。原型如下：

       但凡是編譯系統(tǒng)提供的缺省函數(shù)，總不是十全十美的。

       缺省拷貝構(gòu)造函數(shù)在拷貝過(guò)程中是按字節(jié)復(fù)制的，對(duì)于指針型成員變量只復(fù)制指針本身，而不復(fù)制指針?biāo)赶虻哪繕?biāo)--淺拷貝。

       用下圖來(lái)解釋這個(gè)問(wèn)題：

       在進(jìn)行對(duì)象復(fù)制后，事實(shí)上s1、s2里的成員指針m_psz都指向了一塊內(nèi)存空間（即內(nèi)存空間共享了），在s1析構(gòu)時(shí)，delete了成員指針m_psz所指向的內(nèi)存空間，而s2析構(gòu)時(shí)同樣指向（此時(shí)已變成野指針）并且要釋放這片已經(jīng)被s1析構(gòu)函數(shù)釋放的內(nèi)存空間，這就讓同樣一片內(nèi)存空間出現(xiàn)了“double free” ，從而出錯(cuò)。而淺拷貝還存在著一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)橐黄臻g被兩個(gè)不同的子對(duì)象共享了，只要其中的一個(gè)子對(duì)象改變了其中的值，那另一個(gè)對(duì)象的值也跟著改變了，正如程序中只改變了s1.c_str()[0] = 'H'，然而輸出的s1,s2均為hello，所以這并不是真正意義上的復(fù)制。

       為了實(shí)現(xiàn)深拷貝，往往需要自己定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，在源代碼里，我們加入自定義的拷貝構(gòu)造函數(shù)如下：

       這樣再運(yùn)行就沒(méi)有問(wèn)題了。

       在程序中，還有哪些情況會(huì)用到拷貝構(gòu)造函數(shù)呢？當(dāng)函數(shù)存在對(duì)象型的參數(shù)或?qū)ο笮偷姆祷刂禃r(shí)都會(huì)用到拷貝構(gòu)造函數(shù)。

       而拷貝賦值的情況基本上與拷貝復(fù)制是一樣的。只是拷貝賦值是屬于操作符重載問(wèn)題。例如在主函數(shù)若有：String s3;s3 = s2;這樣系統(tǒng)在執(zhí)行時(shí)會(huì)調(diào)用系統(tǒng)提供的缺省的拷貝賦值函數(shù)，原型如下：

       我們可以自定義拷貝賦值函數(shù)如下：

       但是這只是新手級(jí)別的寫法，考慮的問(wèn)題太少。我們知道對(duì)于普通變量來(lái)講a=b返回的是左值a的引用，所以它可以作為左值繼續(xù)接收其他值(a=b)=30,這樣來(lái)講我們操作符重載后返回的應(yīng)該是類對(duì)象的引用（否則返回值將不能作為左值來(lái)進(jìn)行運(yùn)算），如下：

       而 m_psz = strcpy (new char[strlen(that.m_psz)+1],that.m_psz);這種寫法其實(shí)也有問(wèn)題，因?yàn)樵趫?zhí)行語(yǔ)句時(shí)，m_psz已經(jīng)被構(gòu)造已經(jīng)分配了內(nèi)存空間，但是如此進(jìn)行指針賦值，m_psz直接轉(zhuǎn)而指向另一片新new出來(lái)的內(nèi)存空間，而丟棄了原來(lái)的內(nèi)存，這樣便造成了內(nèi)存泄露。應(yīng)更改為：

       這樣就行了嗎？在這個(gè)世界上不怕沒(méi)好事就怕沒(méi)好人，萬(wàn)一他跟你搞一個(gè)自賦值（s3=s3）怎么辦？

       操作符左右兩邊都是同一個(gè)對(duì)象，這樣先delete[] m_psz，后面又有that.m_psz，這就出現(xiàn)了問(wèn)題。所以為了防止自賦值，我們一般的寫法為：

       可是這樣寫就完善了嗎？是否要再仔細(xì)思索一下，還存在問(wèn)題嗎？！其實(shí)我可以告訴你，這樣的寫法也頂多算個(gè)初級(jí)工程師的寫法。前面說(shuō)過(guò)，為了保證內(nèi)存不泄露，我們前面delete[] m_psz，然后我們?cè)诎裯ew出來(lái)的空間給了m_psz，但是這樣的問(wèn)題是，你有考慮過(guò)萬(wàn)一new失敗了呢？！內(nèi)存分配失敗，m_psz沒(méi)有指向新的內(nèi)存空間，但是它卻已經(jīng)把舊的空間給扔掉了，所以顯然這樣的寫法依舊存在著問(wèn)題。一般高級(jí)工程師的寫法會(huì)是這樣的：

       這樣考慮的問(wèn)題便比較全面了。

       高級(jí)工程師高確實(shí)高，然而有沒(méi)有比高級(jí)工程師更高的工程師呢？答案是肯定的。對(duì)于從事多年C++開(kāi)發(fā)元老級(jí)別資深的C++工程師來(lái)講，他們不會(huì)這么寫，因?yàn)橛懈酶?jiǎn)便的寫法，如下：

       有人看出來(lái)這樣寫的玄機(jī)了嗎？？

       事實(shí)上，這是借助了以上自定義的拷貝構(gòu)造函數(shù)。定義了局部對(duì)象str，在拷貝構(gòu)造中已經(jīng)為str的成員指針?lè)峙淞艘粔K內(nèi)存，所以只需要將str.m_psz與this->m_psz交換指針即可，簡(jiǎn)化了程序的設(shè)計(jì)，因?yàn)閟tr是局部對(duì)象，離開(kāi)作用域會(huì)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)釋放交換給str.m_psz的內(nèi)存，避免了內(nèi)存泄露。

       大家在讀完這篇文章后，對(duì)于C++的代碼設(shè)計(jì)，是否有一定的感悟了呢？在我們進(jìn)行C++的代碼設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要多加思索，考慮問(wèn)題要全面，精益求精，寫出來(lái)的代碼才經(jīng)得住推敲！

來(lái)自：笨鳥先飛，海納百川