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C++怎么实现深拷贝_C++对象复制教程【完整】

尼克

尼克

发布时间:2026-02-25 12:30:11

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来源于php中文网

原创

深拷贝必须手动实现copy constructor和operator=,且需与析构函数协同:分配新内存、深拷贝内容、检查自赋值、释放旧资源、避免悬空指针,并用工具验证。

c++怎么实现深拷贝_c++对象复制教程【完整】

深拷贝必须手动写 copy constructoroperator=

编译器生成的默认拷贝是浅拷贝,只要类里有指针成员(比如 int*std::string* 或裸指针管理的资源),直接赋值或传参就会出问题——两个对象指向同一块内存,一个析构后另一访问就 use-after-freedouble free

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  • 只要类里有动态分配的资源(堆内存、文件句柄、socket 等),就必须显式定义 copy constructoroperator=
  • 两者逻辑要一致:都得用 new(或 malloc)重新分配内存,再逐字节或按语义拷贝内容
  • 别忘了在 operator= 开头检查自赋值:if (this == &other) return *this;
  • 如果用了 std::unique_ptr 这类 RAII 类型,它自己会阻止拷贝,这时要么禁用拷贝(= delete),要么改用 std::shared_ptr(共享语义,不是深拷贝)

不写 ~MyClass() 就别想安全深拷贝

深拷贝和析构是一体两面。拷贝时新分配了内存,析构时就必须释放它;否则就算拷贝逻辑全对,也会内存泄漏。

常见错误现象:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 程序跑一会儿就变慢、OOM —— 深拷贝反复发生,但 ~MyClass() 没写或没释放指针成员
  • 只写了 copy constructor,但 operator= 里没 delete 原来的指针,导致内存泄漏 + 悬空指针

实操建议:

  • ~MyClass() 必须释放所有由本对象独占的堆内存(对应 new 的地方)
  • 如果类里有多个指针成员,每个都要判空再 delete,或统一初始化为 nullptr
  • valgrind --leak-check=full ./a.out 验证有没有漏掉释放

std::vectorstd::string 会自动深拷贝,但别误以为“不用管”

它们内部确实做了深拷贝,但前提是:你没绕过封装直接操作其内部缓冲区(比如取 .data() 后存裸指针)。

使用场景与坑:

  • 如果你的类只含 std::vector<int></int>std::string 成员,默认拷贝完全安全,不用手写 copy constructor
  • 但一旦你写了 int* raw_data_ = vec.data(); 并保存这个指针,后续拷贝时 raw_data_ 就变成悬空指针——因为新对象的 vec 是独立副本,地址不同
  • 同理,std::stringc_str() 在拷贝后可能失效,不能长期持有

移动语义(C++11+)让深拷贝更难写对,也更容易优化错

加了 move constructormove operator= 后,原对象进入“有效但未指定状态”,此时它的指针成员通常被置为 nullptr。如果深拷贝逻辑和移动逻辑混在一起,容易漏掉判空,导致 delete nullptr 虽不崩,但后续 new 失败或逻辑错乱。

实操建议:

  • 移动函数里把源对象指针设为 nullptr,并在所有析构/赋值前加 if (ptr_) delete ptr_;
  • 不要在 copy constructor 里调用 std::move,那是反模式
  • clang++ -fsanitize=address,undefined 编译运行,能快速暴露移动后访问已转移资源的问题

真正麻烦的从来不是“怎么写深拷贝”,而是“怎么确保每次新增成员变量时,拷贝、赋值、移动、析构四套逻辑依然同步更新”。漏掉任意一个环节,bug 就藏在偶发的内存踩踏或静默泄漏里。

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