C++---淺拷貝、深拷貝、寫時拷貝講解（附代碼）

對於普通的類型來說，拷貝沒什麼大不了的。

int a = 0;int b = a;

不會出現任何問題。

而類對象與普通對象不同，類對象內部結構一般較為複雜，存在各種成員變數。

淺拷貝

首先來說說我們常遇到的淺拷貝的情況。

#include <stdio.h>　class student{public:    student()      // 建構函式，p指向堆中分配的一空間    {        _name = new char(100);        printf("預設建構函式\n");    }    ~student()     // 解構函式，釋放動態分配的空間    {        if (_name != NULL)        {            delete _name;            _name = NULL;            printf("解構函式\n");        }    }private:    char * _name;     // 一指標成員};int main(){    student a;    student b(a);   // 複製對象    return 0;}

這段代碼乍看之下沒什麼毛病，通過類的預設建構函式將 a 複製給 b ，但是一旦運行就會程式崩潰。
經過我的刻苦學習與鑽研，終於發現其中的問題所在。
由於我的類沒有拷貝建構函式，所以student b(a)會調用，編譯器自動產生的一個預設拷貝建構函式，該建構函式完成對象之間的位拷貝。位拷貝又稱淺拷貝。
淺拷貝：

• 淺拷貝只是拷貝了指標，並沒有建立新的空間，使得兩個指標指向同一個地址，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同一塊記憶體2次，造成程式崩潰。

• 淺拷貝使得 a 和 b 指向同一塊記憶體，任何一方的變動都會影響到另一方。

• 由於 a 和 b 指向的是同一塊記憶體空間，當 a 釋放了後，b 指向的記憶體空間不複存在，所以會出現記憶體泄露的情況。

如何避免淺拷貝害人呢？
養成自訂拷貝建構函式的習慣，當顯式定義了拷貝建構函式後，編譯器就會調用拷貝建構函式了，為了不出現程式崩潰，請使用自訂拷貝建構函式，當然我們自己如果把代碼寫成了淺拷貝的形式，那也不是不可能的事。

深拷貝

// 使用自定製拷貝建構函式，完成深拷貝！！！class A{public:    A()      // 建構函式，p指向堆中分配的一空間    {        m_pdata = new char(100);        printf("預設建構函式\n");    }    A(const A& r)    // 拷貝建構函式    {        m_pdata = new char(100);    // 為新對象重新動態分配空間        memcpy(m_pdata, r.m_pdata, strlen(r.m_pdata));        printf("copy建構函式\n");    }    ~A()     // 解構函式，釋放動態分配的空間    {        if (m_pdata != NULL)        {            delete m_pdata;            printf("解構函式\n");        }    }private:    char *m_pdata;     // 一指標成員};int main(){    A a;    A b(a);   // 複製對象    return 0;}

在拷貝建構函式中，為 b 對象 new 了一個新的空間，這樣 a 和 b 指向的是不同的空間，只是內容一致，但是互不影響。
重複的去開闢空間和釋放空間效率是很低的，聰明的地球人決定使用寫時拷貝。

寫時拷貝

寫時拷貝：引入一個計數器，每片不同內容的空間上都再由一個計數器組成，在構造第一個類指向時，計數器初始化為1，之後每次有新的類也指向同一片空間時，計數器加 1 ；在析構時判斷該片空間對應計數器是否為1，為1則執行清理工作，大於1則計數器減 1 。如果有需要進行增刪等操作時，再拷貝空間完成，有利於提高效率。

class String{public:    String(const char* str = "")        :_str(new char[strlen(str) + 1 + 4])//+1表示字串後面要放一個'\0'，+4表示多開闢一個空間存放引用計數    {        _str += 4;//_str指向資料存放區        strcpy(_str, str);        _GetCount() = 1;    }    String(const String& s)        :_str(s._str)    {        _GetCount()++;    }    String& operator=(String& s)    {        if (this != &s)        {            if (--_GetCount() == 0)            {                delete[](_str - 4);            }            ++s._GetCount();            _str = s._str;        }        return *this;    }    ~String()    {        if (--_GetCount() == 0)        {            delete[](_str - 4); // 注意：由於計數器存放在了_str首地址-4的地址上，所以在析構時一定要注意全部釋放，避免記憶體流失。        }    }public:    int& _GetCount()    {        return *((int*)_str - 1);    }private:    char* _str;};

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