c++中深拷贝和浅拷贝的联系和区别

在 C++ 编程里，深拷贝和浅拷贝是两种不同的对象复制方式，它们在实现方式、资源管理和适用场景等方面存在显著差异。下面为你详细介绍它们的区别。

1. 基本概念

• 浅拷贝：浅拷贝仅仅复制对象的成员变量值。对于基本数据类型（如 int、double 等），会直接复制其值；而对于指针类型的成员变量，浅拷贝只是复制指针的值（即内存地址），这就导致多个对象会共享同一块内存空间。
• 深拷贝：深拷贝不仅会复制对象的成员变量值，当遇到指针类型的成员变量时，它会为新对象的指针成员分配一块新的内存空间，并将原对象指针所指向的内存内容复制到新的内存空间中，这样每个对象都拥有自己独立的内存副本。

2. 实现方式

浅拷贝

浅拷贝通常由编译器自动生成的默认拷贝构造函数和赋值运算符重载函数来实现。以下是一个浅拷贝的示例代码：

#include 

class ShallowCopyExample {
public:
    int* data;
    ShallowCopyExample(int value) {
        data = new int(value);
    }
    // 默认拷贝构造函数实现浅拷贝
    ShallowCopyExample(const ShallowCopyExample& other) {
        data = other.data;
    }
    ~ShallowCopyExample() {
        delete data;
    }
};

int main() {
    ShallowCopyExample obj1(10);
    ShallowCopyExample obj2(obj1); // 浅拷贝
    return 0;
}

在这个示例中，obj2 的 data 指针和 obj1 的 data 指针指向同一块内存空间。

深拷贝

深拷贝需要程序员手动编写拷贝构造函数和赋值运算符重载函数来实现。以下是一个深拷贝的示例代码：

#include 

class DeepCopyExample {
public:
    int* data;
    DeepCopyExample(int value) {
        data = new int(value);
    }
    // 深拷贝构造函数
    DeepCopyExample(const DeepCopyExample& other) {
        data = new int(*other.data);
    }
    ~DeepCopyExample() {
        delete data;
    }
};

int main() {
    DeepCopyExample obj1(10);
    DeepCopyExample obj2(obj1); // 深拷贝
    return 0;
}

在这个示例中，obj2 的 data 指针指向一块新的内存空间，该空间存储的是 obj1 中 data 所指向的值的副本。

3. 资源管理

• 浅拷贝：由于多个对象共享同一块内存空间，当其中一个对象释放了这块内存后，其他对象的指针就会变成悬空指针，再次使用这些指针会导致未定义行为。而且，如果多个对象都试图释放同一块内存，会引发内存重复释放的错误。
• 深拷贝：每个对象都有自己独立的内存副本，对象的析构函数可以安全地释放自己的内存，不会影响其他对象，避免了悬空指针和内存重复释放的问题。

4. 性能开销

• 浅拷贝：浅拷贝只复制指针的值，不涉及内存的分配和数据的复制，因此性能开销较小，速度较快。
• 深拷贝：深拷贝需要为指针成员分配新的内存空间，并将数据复制到新的内存中，涉及内存的分配和数据的复制操作，性能开销相对较大，速度较慢。

5. 适用场景

• 浅拷贝：当对象中不包含动态分配的资源（如动态数组、动态对象等），或者对象的生命周期管理比较简单，不需要独立的资源副本时，可以使用浅拷贝。
• 深拷贝：当对象中包含动态分配的资源，并且需要每个对象都有自己独立的资源副本时，必须使用深拷贝，以确保资源的正确管理和避免内存问题。