【C++】谈谈深拷贝与浅拷贝

目录

一、浅拷贝

1.定义

2.示例

3.问题

二、深拷贝

1.定义

2.示例

3.优点

三、考虑场景

浅拷贝的考虑

1.性能要求

2.简单地数据结构

3.资源管理

深拷贝的考虑

1.动态内存分配

2.复杂数据结构

3.资源管理

总结

---

一、浅拷贝

1.定义

浅拷贝是指对对象进行复制时，只是简单地复制对象中的每个成员的值，包括基本数据类型和指针。对象的指针成员被复制，但它们仍然指向相同的内存地址。

2.示例

#include <iostream>

class ShallowCopyExample {
public:
    int *data;

    ShallowCopyExample(int val) {
        data = new int(val);
    }

    // 浅拷贝构造函数
    ShallowCopyExample(const ShallowCopyExample &other) : data(other.data) {}

    ~ShallowCopyExample() {
        delete data;
    }
};

int main() {
    ShallowCopyExample obj1(42);
    ShallowCopyExample obj2 = obj1; // 浅拷贝发生在这里

    std::cout << *obj1.data << std::endl; // 输出：42
    std::cout << *obj2.data << std::endl; // 输出：42，因为共享相同的内存地址

    // 当 obj1 被销毁时，obj2.data 指向的内存就变成了悬空指针
    return 0;
}

3.问题

当两个对象共享相同的内存地址时，一个对象的改变会影响另一个对象。在销毁其中一个对象时，可能会导致悬空指针的问题。

二、深拷贝

1.定义

深拷贝是指在对象赋值时，为对象的每一个指针成员分配新的内存，新的内存内存放源对象的副本。两个对象相互独立，对一个对象的修改不会影响到另一个对象。

2.示例

#include <iostream>

class DeepCopyExample {
public:
    int *data;

    DeepCopyExample(int val) {
        data = new int(val);
    }

    // 深拷贝构造函数
    DeepCopyExample(const DeepCopyExample &other) : data(new int(*(other.data))) {}

    ~DeepCopyExample() {
        delete data;
    }
};

int main() {
    DeepCopyExample obj1(42);
    DeepCopyExample obj2 = obj1; // 深拷贝发生在这里

    std::cout << *obj1.data << std::endl; // 输出：42
    std::cout << *obj2.data << std::endl; // 输出：42，因为拷贝了新的内存

    // 当 obj1 被销毁时，obj2.data 不受影响
    return 0;
}

3.优点

避免了浅拷贝可能导致的共享内存的问题，提高程序的安全性。并且对象是相互独立的，不会出现悬空指针和内存泄漏的问题。

注意：

• 对于包含复杂结构的对象，需要正确实现深拷贝构造函数和析构函数。
• 深拷贝可能会导致性能开销，因为需要额外的内存分配和复制操作。

三、考虑场景

深拷贝和浅拷贝的选择取决于程序的需求、数据结构的设计等等。下面是一些情况下考虑使用深拷贝或浅拷贝的情景：

浅拷贝的考虑

1.性能要求

浅拷贝通常比深拷贝更高效，因为它只是简单地复制指针而不涉及到动态内存的分配和复制。对性能要求较高的情况下，会选择浅拷贝。

2.简单地数据结构

当对象中只包含基本数据类型或者没有动态分配内存的情况喜爱，浅拷贝可能足够满足需求，并且实现起来比较简单。

3.资源管理

当使用者不希望负责对象中的资源管理时，浅拷贝可以更合适。

深拷贝的考虑

1.动态内存分配

当类中包含指针成员，并且这些指针指向动态分配的内存时，通常考虑使用深拷贝，以避免对个对象共享相同的内存地址。

2.复杂数据结构

当对象包含复杂的结构、子对象或容器时，深拷贝可以确保所以层次的数据都能正确地进行复制。

3.资源管理

当使用者需要负责管理对象中的资源时，深拷贝通常是更合适的选择，因为它将资源的控制权交给了拷贝的对象。

总结

总的来说，深拷贝是一种更安全的拷贝方式，尤其在涉及到动态内存分配时，可以避免悬空指针和内存泄漏的问题。不过，具体选择深拷贝还是浅拷贝取决于具体的需求和对象的结构，有的情况下选择浅拷贝会更合适。