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C++如何在语法中实现深拷贝和浅拷贝

P粉602998670

发布： 2025-09-08 08:52:01

原创

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深拷贝需手动实现拷贝构造函数和赋值操作符，为指针成员分配独立内存并复制数据，避免多对象共享同一内存导致的释放错误；浅拷贝仅复制指针值，是默认行为，易引发野指针和重复释放；现代C++推荐使用string、vector等RAII容器自动实现深拷贝，简化内存管理。

c++如何在语法中实现深拷贝和浅拷贝

在C++中，深拷贝和浅拷贝主要与对象中指针成员的复制方式有关。默认的拷贝构造函数和赋值操作符执行的是浅拷贝，这在涉及动态内存时可能导致问题。要实现深拷贝，需要手动定义拷贝构造函数和赋值操作符。

浅拷贝：默认行为

当类包含指针成员时，编译器自动生成的拷贝构造函数和赋值操作符只会复制指针的值（即地址），而不是它指向的数据。这称为浅拷贝。

问题：多个对象指向同一块内存，一个对象释放后，其他对象的指针就变成野指针。

例如：

<font face="Courier New">
class String {
private:
    char* data;
public:
    String(const char* str) {
        data = new char[strlen(str) + 1];
        strcpy(data, str);
    }
    // 编译器生成的拷贝构造函数是浅拷贝
};
</font>

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如果使用默认拷贝：

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<font face="Courier New">
String s1("hello");
String s2 = s1; // 浅拷贝，s1 和 s2 的 data 指向同一内存
</font>

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当 s1 或 s2 析构时，同一块内存会被释放两次，导致未定义行为。

深拷贝：手动实现

为了安全复制指针所指向的内容，必须实现深拷贝——为新对象分配独立内存，并复制数据。

需要手动定义：

拷贝构造函数
赋值操作符
析构函数（RAII 原则）

这被称为“三法则”。

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示例：

<font face="Courier New">
class String {
private:
    char* data;
public:
    String(const char* str = "") {
        data = new char[strlen(str) + 1];
        strcpy(data, str);
    }
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 拷贝构造函数：深拷贝
String(const String& other) {
    data = new char[strlen(other.data) + 1];
    strcpy(data, other.data);
}

// 赋值操作符：深拷贝，注意自我赋值
String& operator=(const String& other) {
    if (this != &other) {  // 防止自赋值
        delete[] data;  // 释放原内存
        data = new char[strlen(other.data) + 1];
        strcpy(data, other.data);
    }
    return *this;
}

// 析构函数
~String() {
    delete[] data;
}

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};

现在 s2 = s1 会创建独立副本，互不影响。

现代C++中的简化方法

使用标准库容器（如 std::string、std::vector）可以自动管理内存，避免手动实现深拷贝。

例如：

<font face="Courier New">
class Person {
    std::string name;  // 自动深拷贝
    std::vector<int> scores;
public:
    Person(const std::string& n) : name(n) {}
    // 无需手动定义拷贝构造、赋值、析构
};
</font>

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std::string 的拷贝构造函数已经实现了深拷贝，编译器生成的默认函数即可正确工作。