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C++深拷贝和浅拷贝有什么区别?C++拷贝构造函数详解【面试重点】

冰火之心

冰火之心

发布时间:2025-12-17 02:59:26

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来源于php中文网

原创

深拷贝与浅拷贝的核心区别在于是否复制指针指向的堆内存:浅拷贝仅复制指针值,导致多个对象共享同一内存,易引发悬空指针和重复释放;深拷贝则为指针成员重新分配堆内存并复制内容,确保资源独立。

c++深拷贝和浅拷贝有什么区别?c++拷贝构造函数详解【面试重点】

深拷贝和浅拷贝的核心区别在于:浅拷贝只复制对象的值(包括指针的值),不复制指针指向的内容;深拷贝不仅复制对象本身,还为指针成员在堆上重新分配内存,并复制其指向的数据。

浅拷贝:默认行为,容易引发悬空指针和重复释放

编译器自动生成的拷贝构造函数和赋值运算符执行的是浅拷贝。对内置类型(如 int、double)没问题,但遇到指针成员时会出问题:

  • 两个对象的指针成员指向同一块堆内存
  • 当其中一个对象析构时 delete 了该内存,另一个对象的指针就变成悬空指针
  • 若第二个对象也析构并再次 delete,程序崩溃(double free)

例如:class String { char* data; }; ——默认拷贝后,两个 String 对象的 data 指向同一字符串内存。

深拷贝:手动实现,确保资源独立

需要显式定义拷贝构造函数和赋值运算符(遵循“三法则”或 C++11 后的“五法则”):

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  • 在拷贝构造函数中,用 new 分配新内存,再用 strcpy 或 memcpy 复制内容
  • 赋值运算符要先检查自赋值(if (this == &rhs) return *this;),再释放旧资源,再分配新资源、复制数据
  • 析构函数负责释放自己申请的内存(delete[] data)

这是 RAII 思想的基础——谁申请,谁释放,且各自独立。

拷贝构造函数的调用时机(面试常考)

以下三种情况会触发拷贝构造函数(而非赋值):

  • 用一个已存在的对象初始化新对象:String s2 = s1; 或 String s2(s1);
  • 函数以值传递方式接收对象参数:void func(String s) { ... }
  • 函数以值方式返回局部对象:String create() { String tmp; return tmp; }(注意:C++17 起可能被强制 NRVO 优化掉,但语义仍是调用拷贝构造)

现代 C++ 的简化方案:避免手写深拷贝

实际开发中,优先用标准库容器替代裸指针:

  • 用 std::string 替代 char*
  • 用 std::vector 替代 int*
  • 这些类型内部已正确实现深拷贝,你无需重写拷贝构造函数
  • 如果必须管理资源,考虑智能指针(如 std::unique_ptr)或 move 语义,减少拷贝开销

基本上就这些。理解深浅拷贝的本质,是为了写出安全、可预测的资源管理代码,而不是为了背定义。

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