先說下自己的理解吧,淺拷貝,即在定義一個類A,使用類似A obj; A obj1(obj);或者A obj1 = obj; 時候,由于沒有自定義拷貝構造函數,C 編譯器自動會産生一個默認的拷貝構造函數。這個默認的拷貝構造函數采用的是“位拷貝”(淺拷貝),而非“值拷貝”(深拷貝)的方式,如果類中含有指針變量,默認的拷貝構造函數必定出錯。
用一句簡單的話來說就是淺拷貝,隻是對指針的拷貝,拷貝後兩個指針指向同一個内存空間,深拷貝不但對指針進行拷貝,而且對指針指向的内容進行拷貝,經深拷貝後的指針是指向兩個不同地址的指針。
淺拷貝會出現什麼問題呢?
假如有一個成員變量的指針,char *m_data;
其一,淺拷貝隻是拷貝了指針,使得兩個指針指向同一個地址,這樣在對象塊結束,調用函數析構的時,會造成同一份資源析構2次,即delete同一塊内存2次,造成程序崩潰。
其二,淺拷貝使得obj.m_data和obj1.m_data指向同一塊内存,任何一方的變動都會影響到另一方。
其三,在釋放内存的時候,會造成obj1.m_data原有的内存沒有被釋放(這句話,剛開始我不太理解,如果沒有走自定義的拷貝構造函數,申請内存空間,A obj1(obj);也不走默認構造函數,走的是默認的拷貝構造函數,何來分配空間直說,更不會造成obj1.m_data原有的内存沒有被釋放,這裡剛開始我一直有疑問),造成内存洩露。
事實是這樣的,當delete obj.m_data, obj.m_data内存被釋放後,由于之前obj.m_data和obj1.m_data指向的是同一個内存空間,obj1.m_data所指的空間不能在被利用了,delete obj1.m_data也不會成功,一緻已經無法操作該空間,所以導緻内存洩露。
深拷貝采用了在堆内存中申請新的空間來存儲數據,這樣每個可以避免指針懸挂。
下面來看看類string的拷貝構造函數
class String
{
public:
String(const String &other); //拷貝構造函數
private:
char *m_data; //用于保存字符串
};
String(const String &other)
{
int length = strlen(other.m_data);
m_data = new char[length 1];
strcpy(m_data, other.m_data);
}
可以看到在拷貝構造函數中為成員變量申請了新的内存空間,這就使得兩個對象的成員變量不指向同一個内存空間,除非你的确需要這樣做,用于實現一些其他的用途。
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淺拷貝:也就是在對象複制時,隻是對對象中的數據成員進行簡單的賦值,如果對象中存在動态成員,即指針,淺拷貝就會出現問題,下面代碼:
#include <stdio.h> class A { public: A() // 構造函數,p指向堆中分配的一空間 { m_data = new char(100); printf("默認構造函數\n"); } ~A() // 析構函數,釋放動态分配的空間 { if(m_data != NULL) { delete m_data; m_data = NULL; printf("析構函數\n"); } } private: char *m_data; // 一指針成員 }; int main() { A a; A b(a); // 複制對象 return 0; }
運行結果:
*** glibc detected *** ./simple: double free or corruption (fasttop): 0x000000000c62a010 ***
分析:由于沒有拷貝構造函數,走編譯器默認的拷貝構造函數,A b(a); 進行對象析構時,會造成釋放同一内存空間2次,導緻内存洩露。
深拷貝:對于深拷貝,針對成員變量存在指針的情況,不僅僅是簡單的指針賦值,而是重新分配内存空間,如下:
#include <stdio.h> #include <string> class A { public: A() // 構造函數,p指向堆中分配的一空間 { m_pdata = new char(100); printf("默認構造函數\n"); } A(const A& r) { m_pdata = new char(100); // 為新對象重新動态分配空間 memcpy(m_pdata, r.m_pdata, strlen(r.m_pdata)); printf("copy構造函數\n"); } ~A() // 析構函數,釋放動态分配的空間 { if(m_pdata != NULL) { delete m_pdata; printf("析構函數\n"); } } private: char *m_pdata; // 一指針成員 }; int main() { A a; A b(a); // 複制對象 return 0; }
下面是我在具體的應用中使用深拷貝的情況,現在把這個demo貼出來:
#include <iostream> #include <errno.h> #include <vector> #include <stdio.h> using namespace std; /*存儲記錄信息的結構體*/ typedef struct _RECODER_VALUE_STRU { int Id; int Age; }RECODER_VALUE_STRU; class recorder { public: recorder() { m_stru_RecValue.Id = -1; m_stru_RecValue.Age = -1; m_pRecValue = &m_stru_RecValue; m_paddr = new char[100]; memset(m_paddr,0x00 ,100); printf("默認 construct recorder->&m_stru_RecValue: %x,\t m_pRecValue: %x\t m_paddr: %x\n", &m_stru_RecValue, m_pRecVa lue, m_paddr); } //拷貝構造函數 /* recorder(const recorder &recorder) { m_stru_RecValue.Id = -1; m_stru_RecValue.Age = -1; m_stru_RecValue = recorder.m_stru_RecValue; m_pRecValue = &m_stru_RecValue; m_paddr = new char[100]; memset(m_paddr, 0x00 ,100); memcpy(m_paddr, recorder.m_paddr, strlen(recorder.m_paddr)); printf("拷貝 construct recorder->&m_stru_RecValue: %x\t m_pRecValue: %x\t m_paddr: %x\n",&m_stru_RecValue, m_pRecValu e, m_paddr); } */ //構造函數 recorder(int iId, int iAge) { m_stru_RecValue.Id = iId; m_stru_RecValue.Age = iAge; m_pRecValue = &m_stru_RecValue; m_paddr = new char[100]; memset(m_paddr, 0x00 ,100); memcpy(m_paddr, &iAge, sizeof(int)); printf("construct recorder->&m_stru_RecValue: %x \t m_pRecValue: %x\t m_paddr: %x\n", &m_stru_RecValue, m_pRecValue, m_paddr); } ~recorder() { // cout<<"recorder 析構"<<endl; /*if(m_paddr != NULL) { delete m_paddr; m_paddr =NULL; }*/ } public: RECODER_VALUE_STRU m_stru_RecValue;//存儲記錄信息的結構體 void* m_pRecValue;//每條記錄的值 char *m_paddr; }; int main() { cout <<"測試默認構造函數"<<endl<<endl; recorder btest; recorder btest1(btest); printf("非參:btest ->&m_stru_RecValue: %x\t addr: %x\t m_paddr: %x\n", &btest.m_stru_RecValue, btest.m_pRecValue, btest.m_paddr); printf("非參:btest1->&m_stru_RecValue: %x\t addr: %x\t m_paddr: %x\n", &btest1.m_stru_RecValue, btest1.m_pRecValue, btest1.m_paddr); cout << endl<<"測試帶參數的構造函數"<<endl<<endl; recorder btest2(1, 100); recorder btest3(btest2); printf("帶參:btest2->m_stru_RecValue: %x\t m_pRecValue: %x\t, m_paddr: %x\n", &btest2.m_stru_RecValue, btest2.m_pRecValue, btest2.m_ paddr); printf("帶參:btest3->m_stru_RecValue: %x\t m_pRecValue: %x\t, m_paddr: %x\n", &btest3.m_stru_RecValue, btest3.m_pRecValue, btest3.m_ paddr); return 0; }
對比結果:
注釋掉自定義拷貝構造函數,運行結果:
測試默認構造函數
默認 construct recorder->&m_stru_RecValue: ddbb8de0, m_pRecValue: ddbb8de0 m_paddr: 1b8a0010
非參:btest ->&m_stru_RecValue: ddbb8de0 addr: ddbb8de0 m_paddr: 1b8a0010
非參:btest1->&m_stru_RecValue: ddbb8dc0 addr: ddbb8de0 m_paddr: 1b8a0010
測試帶參數的構造函數
construct recorder->&m_stru_RecValue: ddbb8da0 m_pRecValue: ddbb8da0 m_paddr: 1b8a0080
帶參:btest2->m_stru_RecValue: ddbb8da0 m_pRecValue: ddbb8da0 , m_paddr: 1b8a0080
帶參:btest3->m_stru_RecValue: ddbb8d80 m_pRecValue: ddbb8da0 , m_paddr: 1b8a0080
默認拷貝構造函數結果分析:
通過結果可以看出,當成員變量為指針變量的時候,指針成員變量指向的地址都是同一個地址,無論是申請空間的成員變量m_pRecValue,和僅僅作為指針賦值的成員變量m_paddr;結構體的地址是變化的,除了指針淺拷貝與深拷貝沒什麼區别。
打開自定義拷貝構造函數,運行結果:
測試默認構造函數
默認 construct recorder->&m_stru_RecValue: 58bb9e20, m_pRecValue: 58bb9e20 m_paddr: 7a2c010
拷貝 construct recorder->&m_stru_RecValue: 58bb9e00 m_pRecValue: 58bb9e00 m_paddr: 7a2c080
非參:btest ->&m_stru_RecValue: 58bb9e20 addr: 58bb9e20 m_paddr: 7a2c010
非參:btest1->&m_stru_RecValue: 58bb9e00 addr: 58bb9e00 m_paddr: 7a2c080
測試帶參數的構造函數
construct recorder->&m_stru_RecValue: 58bb9de0 m_pRecValue: 58bb9de0 m_paddr: 7a2c0f0
拷貝 construct recorder->&m_stru_RecValue: 58bb9dc0 m_pRecValue: 58bb9dc0 m_paddr: 7a2c160
帶參:btest2->m_stru_RecValue: 58bb9de0 m_pRecValue: 58bb9de0 , m_paddr: 7a2c0f0
帶參:btest3->m_stru_RecValue: 58bb9dc0 m_pRecValue: 58bb9dc0 , m_paddr: 7a2c160
自定義深拷貝構造函數結果分析:
從結果可以看出,所有成員變量的地址都不相同。
其他:
1. 有時候為了防止默認拷貝發生,可以聲明一個私有的拷貝構造函數(不用寫代碼),這樣的話,如果試圖調用 A b(a); 就調用了私有的拷貝構造函數,編譯器會報錯,這也是一種偷懶的做法。
2. 一個類中可以存在多個拷貝構造函數,例如:
Calss A { Public: X(const X&);//const拷貝構造 X(X &);//非const拷貝構造 X(X& , int iData); }
暫時就先分析到這裡,如果以後遇到新的關于拷貝構造的情況,再繼續分析。
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