「淺拷貝」與「深拷貝」

c++中物件的複製就如同「轉殖」，用乙個已有的物件快速地複製出多個完全相同的物件。一般而言，以下三種情況都會使用到物件的複製：

（1）建立乙個新物件，並用另乙個同類的已有物件對新物件進行初始化，例如：

[cpp]view plain

copy

class rect

; rect rect1;

rect rect2(rect1); // 使用rect1初始化rect2，此時會進行物件的複製

（2）當函式的引數為類的物件時，這時呼叫此函式時使用的是值傳遞，也會產生物件的複製，例如：

[cpp]view plain

copy

void fun1(rect rect)

int main()

（3）函式的返回值是類的物件時，在函式呼叫結束時，需要將函式中的物件複製乙個臨時物件並傳給改函式的呼叫處，例如：

[cpp]view plain

copy

rect fun2()

int main()

物件的複製都是通過一種特殊的建構函式來完成的，這種特殊的建構函式就是拷貝建構函式（copy constructor，也叫複製建構函式）。拷貝建構函式在大多數情況下都很簡單，甚至在我們都不知道它存在的情況下也能很好發揮作用，但是在一些特殊情況下，特別是在物件裡有動態成員的時候，就需要我們特別小心地處理拷貝建構函式了。下面我們就來看看拷貝建構函式的使用。

一、預設拷貝建構函式

很多時候在我們都不知道拷貝建構函式的情況下，傳遞物件給函式引數或者函式返回物件都能很好的進行，這是因為編譯器會給我們自動產生乙個拷貝建構函式，這就是「預設拷貝建構函式」，這個建構函式很簡單，僅僅使用「老物件」的資料成員的值對「新物件」的資料成員一一進行賦值，它一般具有以下形式：

[cpp]view plain

copy

rect::rect(

const rect& r)

[cpp]view plain

copy

class rect

~rect() // 析構函式，計數器減1

static

int getcount() // 返回計數器的值

private:

int width;

int height;

static

int count; // 一靜態成員做為計數器

};

int rect::count = 0;

// 初始化計數器

int main()

這段**對前面的類進行了一下小小的修改，加入了乙個靜態成員，目的是進行計數，統計建立的物件的個數，在每個物件建立時，通過建構函式進行遞增，在銷毀物件時，通過析構函式進行遞減。在主函式中，首先建立物件rect1，輸出此時的物件個數，然後使用rect1複製出物件rect2，再輸出此時的物件個數，按照理解，此時應該有兩個物件存在，但實際程式執行時，輸出的都是1，反應出只有1個物件。此外，在銷毀物件時，由於會呼叫銷毀兩個物件，類的析構函式會呼叫兩次，此時的計數器將變為負數。出現這些問題最根本就在於在複製物件時，計數器沒有遞增，解決的辦法就是重新編寫拷貝建構函式，在拷貝建構函式中加入對計數器的處理，形成的拷貝建構函式如下：

[cpp]view plain

copy

class rect

rect(const rect& r)

// 拷貝建構函式

~rect() // 析構函式，計數器減1

static

int getcount() // 返回計數器的值

private:

int width;

int height;

static

int count; // 一靜態成員做為計數器

};

自己編寫拷貝建構函式又可以分為兩種情況——淺拷貝與深拷貝。

二、淺拷貝

所謂淺拷貝，指的是在物件複製時，只是對物件中的資料成員進行簡單的賦值，上面的例子都是屬於淺拷貝的情況，預設拷貝建構函式執行的也是淺拷貝。大多情況下「淺拷貝」已經能很好地工作了，但是一旦物件存在了動態成員，那麼淺拷貝就會出問題了，讓我們考慮如下一段**：

[cpp]view plain

copy

class rect

~rect() // 析構函式，釋放動態分配的空間

} private:

int width;

int height;

int *p;

// 一指標成員

};

int main()

在這段**執行結束之前，會出現乙個執行錯誤。原因就在於在進行物件複製時，對於動態分配的內容沒有進行正確的操作。我們來分析一下：

在執行定義rect1物件後，由於在建構函式中有乙個動態分配的語句，因此執行後的記憶體情況大致如下：

在使用rect1複製rect2時，由於執行的是淺拷貝，只是將成員的值進行賦值，所以此時rect1.p和rect2.p具有相同的值，也即這兩個指標指向了堆裡的同乙個空間，如下圖所示：

當然，這不是我們所期望的結果，在銷毀物件時，兩個物件的析構函式將對同乙個記憶體空間釋放兩次，這就是錯誤出現的原因。我們需要的不是兩個p有相同的值，而是兩個p指向的空間有相同的值，解決辦法就是使用「深拷貝」。

三、深拷貝

在「深拷貝」的情況下，對於物件中動態成員，就不能僅僅簡單地賦值了，而應該重新動態分配空間，如上面的例子就應該按照如下的方式進行處理：

[cpp]view plain

copy

class rect

rect(const rect& r)

~rect() // 析構函式，釋放動態分配的空間

} private:

int width;

int height;

int *p;

// 一指標成員

};

此時，在完成物件的複製後，記憶體的乙個大致情況如下：

此時rect1的p和rect2的p各自指向一段記憶體空間，但它們指向的空間具有相同的內容，這就是所謂的「深拷貝」。

此外，在與「物件的複製」很類似的「物件的賦值」的情況下，也會出現同樣的問題。在「物件的賦值」一文中再來討論此問題。

通過對物件複製的分析，我們發現物件的複製大多在進行「值傳遞」時發生，這裡有乙個小技巧可以防止按值傳遞——宣告乙個私有拷貝建構函式。甚至不必去定義這個拷貝建構函式，這樣因為拷貝建構函式是私有的，如果使用者試圖按值傳遞或函式返回該類物件，將得到乙個編譯錯誤，從而可以避免按值傳遞或返回物件。

「淺拷貝」與「深拷貝」

淺拷貝與深拷貝

「淺拷貝」與「深拷貝」

深拷貝與淺拷貝

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