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值拷贝、浅拷贝和深拷贝

news 2025/5/10 10:30:18

✅ 一、基本概念

1. 值拷贝（Value Copy）

含义：将一个变量的值完整复制到另一个变量中。
对象级别表现：调用的是拷贝构造函数（copy constructor）。
特点：对基本类型或不含动态资源的对象，值拷贝通常等价于“成员逐个赋值”。

2. 浅拷贝（Shallow Copy）

含义：复制对象的值，但不复制其内部资源（如指针指向的堆内存），只复制指针地址。
风险：多个对象共享同一资源，可能导致悬挂指针、重复释放、资源篡改等问题。

3. 深拷贝（Deep Copy）

含义：复制对象的所有值，并为动态分配的资源重新分配空间并复制其内容，确保每个对象有自己的资源。
特点：对象间完全独立，不会互相影响，内存安全。

✅ 二、值拷贝、浅拷贝、深拷贝的发生时机

拷贝类型	发生时机
值拷贝	拷贝基本类型变量（如 `int`, `double` 等）或 STL 容器中的 POD 类型元素
浅拷贝	类没有自定义拷贝构造函数时，编译器自动生成的构造函数默认执行浅拷贝
深拷贝	类中包含动态资源时，程序员需显式实现深拷贝构造函数与拷贝赋值运算符

✅ 三、对比如下

特性	值拷贝	浅拷贝	深拷贝
复制内容	值	值 + 指针地址	值 + 指针指向内容
动态资源分配	否	否	是
安全性	安全	易出错：多重释放、悬挂指针等	安全：每个对象资源独立
对象独立性	独立	共享资源	完全独立
性能开销	小	小	较大（但安全）
示例对象	`int a = b;`	`MyClass(const MyClass&)` 默认	`MyClass(const MyClass&)` 自定义

✅ 四、实际代码示例

浅拷贝示例（默认拷贝）

class MyClass { public: int* data; MyClass(int val) { data = new int(val); } // 默认浅拷贝构造函数 ~MyClass() { delete data; } }; void test() { MyClass a(10); MyClass b = a; // 浅拷贝：data 指向同一块内存，b 和 a 冲突 }

深拷贝示例（手动构造）

class MyClass { public: int* data; MyClass(int val) { data = new int(val); } // 深拷贝构造函数 MyClass(const MyClass& other) { data = new int(*other.data); // 拷贝内容而非地址 } ~MyClass() { delete data; } };

✅ 五、应用场景总结

场景	建议使用方式	原因/说明
基本数据类型拷贝	值拷贝即可	开销小，语义清晰
拷贝 STL 容器元素	默认拷贝或 move	STL 容器元素通常支持深拷贝（比如 `std::string`）
类中含动态分配资源	深拷贝	避免浅拷贝导致的内存错误
大对象不希望复制资源	移动语义（C++11+）	如 `std::vector`, 可使用 `std::move()` 提高效率
遍历对象不希望拷贝	`const auto&` 遍历	避免性能浪费，防止无意修改
只需只读访问且无资源冲突	浅拷贝或引用都可	看具体语义和类内部资源结构