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C++深拷贝与浅拷贝的区别_C++拷贝构造函数的正确实现

尼克

尼克

发布时间:2025-12-06 13:37:02

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来源于php中文网

原创

深拷贝复制数据并分配独立内存,避免内存冲突;浅拷贝仅复制指针,导致多对象共享同一内存,析构时可能重复释放。例如,String类若未自定义拷贝构造函数,则s2=s1引发浅拷贝,data指向同一块内存,delete[]时出错。正确做法是实现深拷贝:String(const String& other) { size_t len = strlen(other.data); data = new char[len + 1]; strcpy(data, other.data); },确保每个对象拥有独立数据。同时应遵循“三法则”,自定义析构函数、拷贝构造函数和赋值操作符,或使用智能指针与标准容器如string、vector以规避手动内存管理风险。

c++深拷贝与浅拷贝的区别_c++拷贝构造函数的正确实现

在C++中,深拷贝和浅拷贝是理解对象复制行为的关键概念,尤其在涉及动态内存管理时。它们的区别直接影响程序的稳定性和资源安全性。

浅拷贝:只复制指针,不复制数据

当类中包含指向堆内存的指针成员时,如果使用默认的拷贝构造函数或赋值操作符,系统会执行浅拷贝。这意味着源对象和副本对象中的指针成员将指向同一块堆内存。

问题在于:当一个对象释放了这块内存,另一个对象的指针就变成了悬空指针,再次访问会导致未定义行为。更严重的是,在两个对象析构时,同一块内存可能被释放两次,引发程序崩溃。

例如:

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class String {
    char* data;
public:
    String(const char* str) {
        data = new char[strlen(str) + 1];
        strcpy(data, str);
    }
    // 默认拷贝构造函数是浅拷贝
    ~String() { delete[] data; }
};

如果未自定义拷贝构造函数,String s2 = s1; 就会引发浅拷贝问题。

深拷贝:复制数据,各自独立

深拷贝要求拷贝构造函数为新对象分配新的内存空间,并将原对象的数据完整复制过去。这样,两个对象完全独立,互不影响。

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正确实现深拷贝的拷贝构造函数如下:

String(const String& other) {
    size_t len = strlen(other.data);
    data = new char[len + 1];
    strcpy(data, other.data);
}

此时,每个对象都有自己的字符数组,析构时各自释放,不会冲突。

拷贝构造函数的正确写法要点

为了确保类的行为安全,特别是管理资源的类,必须遵循“三法则”:如果需要自定义析构函数、拷贝构造函数或拷贝赋值操作符中的任何一个,通常就需要全部自定义。

  • 参数应为 const 引用,避免无限递归
  • 检查是否是自我赋值(针对赋值操作符)
  • 分配新内存并复制内容,而非共享
  • 处理异常安全,比如 new 可能抛出异常

同时,现代C++推荐使用智能指针和标准容器(如 string、vector),它们已内置深拷贝语义,可避免手动管理内存带来的风险。

基本上就这些。掌握深浅拷贝的本质,才能写出安全可靠的C++类。

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