C++_深浅拷贝详解

1.浅拷贝

1.1 浅拷贝概念

• 又称值拷贝，将源对象 的值拷贝到目标拷贝对象中去，本质上来说源对象和目标拷贝对象共用一份实体，只是所引用的变量名不同，地址其实还是相同的。
  举例：类似于c++中的引用，对同一块地址用不同的名字指向它。

1.2 浅拷贝图示

1.3 浅拷贝代码示例

1.3.1 未加析构函数

#include<iostream>
#include<string>
#pragma warning(disable:4996)

using namespace std;

namespace mystring
{
    
    
	class string
	{
    
    
	public:
		string(const char* str = "")
			:_str(new char[strlen(str)+1])
		{
    
    
			strcpy(_str, str);
		}
		string& operator=(const string& s)
		{
    
    
			_str = s._str;
		}
		char& operator[](int i)
		{
    
    
			return _str[i];
		}

		const char* c_str()
		{
    
    
			return _str;
		}

	private:
		char* _str;
	};
}

int main()
{
    
    
	mystring::string str1("Hello World!\n");
	mystring::string str2 = str1;
	str2[0] = 'h';
	cout << str1.c_str()<< endl;
	cout << str2.c_str() << endl;
}

运行结果：

解析结果：

1. 首先构造了对象str1内的内容为"Hello World!"。

2. 然后用浅拷贝的方式 将str1的内容拷贝给str2；
   str2 = str1。

3. 此时由输出结果可知str1和str2的内容一样都是“Hello World!“

4. 当改变str2[0]的字符为‘h’以后同时输出str1和str2都是”hello world!“。

1.3.2 加了析构函数

部分代码，剩下代码如上未加析构函数相同。

		const char* c_str()
		{
    
    
			return _str;
		}

		~string()
		{
    
    
			delete[] _str;
		}

	private:
		char* _str;
	};
}

运行结果：

解析结果：

1. 加了析构函数以后运行报错。
   原因：str1先调用了析构函数，在str2调用析构函数时相同的地址已被str1时析构过。这也是浅拷贝常见的问题。

1.4 浅拷贝总结

1. 一旦对str2进行操作，str1的内容也会改变；
2. 析构时先析构str1，再析构str2，但是由于str1,str2指向同一片空间，会导致一片空间的二次析构导致出错。

解决出错问题便引入了深拷贝。

2 深拷贝

2.1 深拷贝概念

• 通过开辟和原空间大小相同的空间并将内容拷贝再进行操作。不论是否对str1进行操作，都会拷贝一片相同大小的空间以及内容下来。

2.2 深拷贝图示

2.3 深拷贝代码示例

#include<iostream>
#include<string>
#pragma warning(disable:4996)

using namespace std;

namespace mystring
{
    
    
	class string
	{
    
    
	public:
		string(const char* str = "")
			:_str(new char[strlen(str)+1])
		{
    
    
			strcpy(_str, str);
		}
		//现代写法
		string(const string& s)
			:_str(NULL)//为了交换以后tmp为NULL析构NULL。
		{
    
    
			string tmp(s._str);   
			swap(_str, tmp._str);  
		}
		//现代写法
		string& operator=(const string& s)
		{
    
    
			if (this != &s)
			{
    
    
				string tmp(s._str);    
				swap(_str, tmp._str);  
			}
			return *this;
		}
		
		char& operator[](int i)
		{
    
    
			return _str[i];
		}

		const char* c_str()
		{
    
    
			return _str;
		}

		~string()
		{
    
    
			delete[] _str;
		}

	private:
		char* _str;
	};
}

int main()
{
    
    
	mystring::string str1("Hello World!\n");
	mystring::string str2 = str1;
	cout << str1.c_str() << endl;
	cout << str2.c_str() << endl;
	str2[0] = 'h';
	cout << str1.c_str()<< endl;
	cout << str2.c_str() << endl;
}

运行结果：

解析结果：

1. 首先构造了对象str1内的内容为"Hello World!"。

2. 然后用浅拷贝的方式 将str1的内容拷贝给str2；
   str2 = str1。

3. 此时由输出结果可知str1和str2的内容一样都是“Hello World!“

4. 当改变str2[0]的字符为‘h’以后同时输出str1还是”Hello world!“，str2变成了hello World!。

5. 析构时先析构str1，再析构str2，但是由于str1,str2指向不同的空间，不会向浅拷贝一样报错。

2.4 深拷贝总结

1. 由于是给str2重新开辟了空间，并且把str1内容拷贝到str2新开辟的空间里面，str2有了新的地址空间，所以改变str2的内容不会影响到str1。
2. 即使加入析构函数， 析构时先析构str1，再析构str2，但是由于str1,str2指向不同的空间，不会像浅拷贝一样报错。