【C++】构造函数和析构函数第四部分（深拷贝和浅拷贝）--- 2023.11.25

news2024/12/25 0:50:03

什么是浅拷贝？

如果在一个类中没有人为定义拷贝函数，则系统会提供默认拷贝函数。那么在此默认拷贝函数中主要进行了简单的赋值操作，那这个简单的赋值操作我们一般叫做浅拷贝。

浅拷贝的问题

浅拷贝具体有什么问题，我们先看一个示例，如下所示：

class Student
{
public:
	Student(const char *name, int Age)
	{
		pName = (char*)malloc(strlen(name) + 1);
		strcpy(pName, name);
		age = Age;
	}

	~Student()
	{
		cout << "析构函数" <<endl;
		if (pName != NULL)
		{
			free(pName);
			pName = NULL;
		}
	}
public:
	char *pName;
	int age;
};

void test02()
{
	Student s1("小花", 18);
	Student s2(s1);

	cout << "s1 Name=" << s1.pName << " s1 age=" << s1.age << endl;
	cout << "s2 Name=" << s2.pName << " s2 age=" << s2.age << endl;
}

代码运行结果如下：
在这里插入图片描述

如上图所示，代码并不能正常运行，我们接下来分析原因。

Student s1("小花", 18);

首先我们先实例化对象，并且该对象名为s1，在实例化对象过程中会进行如下几步：

申请一块内存空间用来存放公有变量pName和age。
调用构造函数，在堆中申请一块内存空间，将指针name所指向的内容赋值给刚刚在堆中申请的内存空间，则该空间内容为“小花”
将Age赋值给age。
最终如下所示：

Student s2(s1);

当执行这条语句时，会调用拷贝构造函数，但是我们在类中并没有设定拷贝构造，故会调用系统默认的拷贝构造函数，即浅拷贝。即s2.pName = s1.pName，s2.age = s1.age。如下图所示：
在这里插入图片描述

此时当执行完test02函数时，会调用s1的析构函数和s2的析构函数。我们接下来分析下：

调用s1的析构函数时，会判断pName指向的空间存不存在，如果存在，即释放掉该空间，并将pName指针指向空。同样的操作，当执行s2的析构函数时，也会判断pName指向的空间存不存在，如果存在，则释放掉该空间，但是此时出现一个问题，pName指向的那块空间在执行s1析构函数时已经释放掉了，即再次释放空间时，会出现错误。这就是浅拷贝的问题，也是上述代码没有正常运行的根本原因（同一块空间被释放两次）。

使用深拷贝解决浅拷贝问题

在之前的示例中因为我们没有人为定义拷贝构造函数，使得自动调用了系统的默认拷贝构造函数，才造成同一块内存空间被同时释放两次的现象。那么为了解决这个问题，我们可以通过自己写拷贝构造函数来解决这个问题。

先上代码：

//深拷贝
	Student(const Student &stu)
	{
		cout << "自己的拷贝构造函数" << endl;
		//1.申请空间
		pName = (char*)malloc(strlen(stu.pName) + 1);
		//2.拷贝数据
		strcpy(pName, stu.pName);
		age = stu.age;
	}

在这里插入图片描述