【C++入门到精通】C++入门 —— 深浅拷贝函数

矫情吗；* 2023-10-14 17:05 56阅读 0赞

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**目录**

拷贝函数

浅拷贝拷贝构造函数

深拷贝拷贝构造函数

总结

--------------------

## 前言 ##

前面我们学习了C++的一些基本的知识点，并且介绍了一些STL里面String的一些关键操作，除了这些博主还新开了一个专栏关于Linux的讲解（[Linux专栏链接][Linux]）大家可以关注一下，后面我会一点一点的更新的。大家坐稳扶好，要开车了！！！

## 拷贝函数 ##

在我们了解深浅拷贝之前博主简单介绍一下什么是拷贝构造函数，这里只是简单的介绍一下（[拷贝构造详细介绍][Link 1]）

是C++中的一个特殊成员函数，用于创建对象的副本。**它的作用是通过使用已有对象的属性值来初始化新对象，实现对象的复制操作。通过定义拷贝构造函数，我们可以控制对象的拷贝过程，并确保正确处理含有指针或动态分配内存的类。**

拷贝构造函数的定义形式如下：

类名(const 类名& 对象名)
    {
        // 构造函数的主体部分
        // 将对象的属性值拷贝到新对象
    }

**拷贝构造函数的特点：拷贝构造函数在C++中具有自动调用、形参类型为const引用、逐一复制对象成员、隐式调用与显式调用、需要自定义情况等特点。**

## **浅拷贝拷贝构造函数** ##

浅拷贝是指**简单地将一个对象的数据成员的值复制到另一个对象中，这包括基本数据类型和指针。在浅拷贝中，指针只复制了地址，而没有复制指针指向的数据**。

下面我用一个简单的代码，说明C++中浅拷贝和拷贝构造函数的概念：

#include <iostream>
    
    class MyClass {
    public:
      int* data;
    
      // 默认构造函数
      MyClass() {
        data = new int(0);
        std::cout << "Default Constructor called" << std::endl;
      }
    
      // 拷贝构造函数
      MyClass(const MyClass& obj) {
        data = new int(*(obj.data));
        std::cout << "Copy Constructor called" << std::endl;
      }
    
      // 析构函数
      ~MyClass() {
        delete data;
        std::cout << "Destructor called" << std::endl;
      }
    };
    
    int main() {
      // 创建对象a
      MyClass a;
      *(a.data) = 10;
    
      // 使用拷贝构造函数创建对象b
      MyClass b(a);
    
      // 修改对象b的值
      *(b.data) = 20;
    
      // 输出结果
      std::cout << "a.data: " << *(a.data) << std::endl;
      std::cout << "b.data: " << *(b.data) << std::endl;
    
      return 0;
    }

输出结果为：

Default Constructor called
    Copy Constructor called
    a.data: 10
    b.data: 20
    Destructor called
    Destructor called

在上面的代码中，我们定义了一个名为 **MyClass** 的类，其中包含一个 **int** 类型的指针成员 **data** 。在默认构造函数中，我们创建了一个 **data** 指针，并将其初始化为0。在拷贝构造函数中，我们通过复制源对象的 **data** 指针的值来创建一个新的 **data** 指针。

在 **main** 函数中，我们首先创建一个对象 **a** 并将其 **data** 值设置为10。然后，我们使用拷贝构造函数创建了另一个对象 **b** ，并将其 **data** 值设置为与 **a** 相同的值。最后，我们分别输出了 **a.data** 和 **b.data** 的值。

需要注意的是，在拷贝构造函数中，**我们需要手动为指针成员分配内存，并复制源对象指针的值。这是因为默认的浅拷贝只会复制指针的值，而不会创建新的内存空间。这可能会导致指向相同内存地址的多个指针，当其中一个指针释放内存时，其他指针也将失去引用的内存**。因此，在处理包含指针成员的类时，**通常需要实现拷贝构造函数，并进行深拷贝（复制指针指向的数据）**。这样可以确保每个对象有一份独立的数据，避免潜在的内存管理问题。

## **深拷贝拷贝构造函数** ##

深拷贝是指**在拷贝构造函数中创建一个新的对象，并复制源对象的所有数据成员**（**包括指针指向的数据**）。这样每个对象都拥有独立的内存空间，修改一个对象不会影响其他对象。

下面我用一个简单的代码，说明 C++ 中深拷贝和拷贝构造函数：

#include <iostream>
    #include <cstring>
    
    class MyClass {
    public:
      char* data;
    
      // 默认构造函数
      MyClass() {
        data = new char[1];
        *data = '\0';
        std::cout << "Default Constructor called" << std::endl;
      }
    
      // 拷贝构造函数
      MyClass(const MyClass& obj) {
        data = new char[strlen(obj.data) + 1];
        strcpy(data, obj.data);
        std::cout << "Copy Constructor called" << std::endl;
      }
    
      // 析构函数
      ~MyClass() {
        delete[] data;
        std::cout << "Destructor called" << std::endl;
      }
    };
    
    int main() {
      // 创建对象a
      MyClass a;
      a.data = new char[5];
      strcpy(a.data, "Hello");
    
      // 使用拷贝构造函数创建对象b
      MyClass b(a);
    
      // 修改对象b的值
      delete[] b.data;
      b.data = new char[6];
      strcpy(b.data, "World");
    
      // 输出结果
      std::cout << "a.data: " << a.data << std::endl;
      std::cout << "b.data: " << b.data << std::endl;
    
      return 0;
    }

输出结果为：

Default Constructor called
    Copy Constructor called
    a.data: Hello
    b.data: World
    Destructor called
    Destructor called

在上面的代码中，我们定义了一个名为 **MyClass** 的类，其中包含一个 **char\*** 类型的指针成员 **data** 。在默认构造函数中，我们为 **data** 分配了一个字符指针，并将其初始化为空字符串。在拷贝构造函数中，我们先为 **data** 分配了足够的内存空间，然后使用 **strcpy** 函数复制源对象的字符串数据。

在 **main** 函数中，我们首先创建一个对象 **a** 并为其 **data** 成员分配了足够的内存空间，并将其值设置为 "Hello"。然后，我们使用拷贝构造函数创建了另一个对象 **b** ，并将其 **data** 成员的值设置为与 **a** 相同的值。最后，我们修改了 **b** 的 **data** 值，确保每个对象都有独立的数据。

需要注意的是，在拷贝构造函数中，**我们需要手动为指针成员分配足够的内存空间，并复制源对象指针指向的数据。这样可以确保每个对象都有自己的独立副本。同时，在析构函数中，我们需要释放指针成员所占用的内存空间，避免内存泄漏**。

深拷贝对于包含动态分配内存的对象非常重要，例如使用 **new** 或 **malloc** 分配的内存。**通过实现深拷贝的拷贝构造函数，可以保证每个对象有独立的内存空间，避免潜在的内存管理问题，提高程序的稳定性和可靠性**。

## 总结 ##

本篇文章主要讨论拷贝函数的概念和使用方法。文章中涵盖了浅拷贝和深拷贝两种拷贝构造函数的介绍。

拷贝函数：拷贝函数的概念和作用。浅拷贝拷贝构造函数，解释了浅拷贝的概念，即简单地将一个对象的数据成员的值复制到另一个对象中，详细介绍了浅拷贝的拷贝构造函数的实现，提供了一个示例，展示了如何使用浅拷贝拷贝构造函数。深拷贝拷贝构造函数，解释了深拷贝的概念，即在拷贝构造函数中创建一个新的对象，并复制源对象的所有数据成员（包括指针指向的数据），详细介绍了深拷贝的拷贝构造函数的实现，提供了一个示例，展示了如何使用深拷贝拷贝构造函数。

## 温馨提示 ##

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[Linux]: https://mp.csdn.net/mp_blog/manage/column/columnManage/12401278
[Link 1]: http://t.csdn.cn/lMKXQ
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