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c++中深拷贝和浅拷贝的区别_c++对象拷贝机制与区别说明

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2025-11-16 20:29:14

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来源于php中文网

原创

深拷贝通过复制指针指向的数据并分配新内存,确保对象独立;浅拷贝仅复制指针地址,导致多个对象共享同一内存,易引发重复释放和未定义行为。

c++中深拷贝和浅拷贝的区别_c++对象拷贝机制与区别说明

在C++中,对象的拷贝是一个常见操作,尤其是在函数传参、返回对象或使用容器时。拷贝分为深拷贝(Deep Copy)浅拷贝(Shallow Copy),它们的核心区别在于是否真正复制动态分配的数据。

什么是浅拷贝

浅拷贝是系统默认的拷贝方式,通常由编译器自动生成的拷贝构造函数或赋值操作符实现。它只是简单地将原对象的成员变量逐个复制到新对象中。

如果对象包含指向堆内存的指针,浅拷贝只会复制指针的地址,而不会复制指针所指向的数据。这意味着两个对象的指针会指向同一块内存区域。

问题:当其中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。

例如:

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class String {
public:
    char* data;
    String(const char* str) {
        data = new char[strlen(str) + 1];
        strcpy(data, str);
    }
    // 缺少自定义拷贝构造函数 → 使用默认浅拷贝
};

String s1("hello"); String s2 = s1; // 浅拷贝:s1.data 和 s2.data 指向同一块内存

此时若析构s1和s2,delete同一块内存两次,程序崩溃。

什么是深拷贝

深拷贝是指在拷贝对象时,不仅复制成员变量,还会为指针成员重新分配内存,并将原对象所指向的数据内容完整复制一份。

这样两个对象完全独立,互不影响,避免了内存冲突和重复释放的问题。

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修改上面的例子:

class String {
public:
    char* data;
    String(const char* str) {
        data = new char[strlen(str) + 1];
        strcpy(data, str);
    }
// 自定义拷贝构造函数 → 实现深拷贝
String(const String& other) {
    data = new char[strlen(other.data) + 1];
    strcpy(data, other.data);
}

~String() {
    delete[] data;
}

};

现在s2的data指向的是新开辟的内存,内容与s1相同但地址不同,各自析构时释放各自的内存,安全可靠。

何时需要深拷贝

当你类中包含指向动态分配资源的指针(如char*、int*、FILE*等),并且希望对象之间独立管理这些资源时,就必须实现深拷贝。

否则,默认的浅拷贝会导致:

  • 多个对象共享同一块堆内存
  • 一个对象修改数据影响另一个对象
  • 析构时多次释放同一内存 → 程序崩溃

遵循“三法则”(Rule of Three):如果你需要自定义以下三项中的任意一个,通常都需要实现全部三个:

  • 析构函数
  • 拷贝构造函数(用于深拷贝)
  • 拷贝赋值操作符

总结区别

对比项 浅拷贝 深拷贝
指针处理 只复制指针地址 复制指针并分配新内存复制内容
内存占用 节省内存 占用更多内存
对象独立性 不独立,共享资源 完全独立
是否需要手动实现 默认提供 需自定义拷贝构造函数和赋值操作符
安全性 低,易出错 高,推荐用于含指针的类

基本上就这些。理解深浅拷贝的关键在于:是否让对象拥有自己独占的数据副本。对于管理动态资源的类,深拷贝是必须的。

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