深入浅出：C++深拷贝与浅拷贝

🚀 C++ 深拷贝与浅拷贝详解：从原理到实战
📅 更新时间：2025年6月11日
🏷️ 标签：C++ | 深拷贝 | 浅拷贝 | 对象拷贝 | 内存管理 | C++基础

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前言

在 C++ 编程中，对象的复制操作看似简单，但其中隐藏的内存管理问题往往是初学者最容易踩的地雷。这篇文章将以循序渐进的方式，从最基础的值拷贝与地址拷贝讲起，详细解读浅拷贝和深拷贝的原理、区别以及应用场景，帮助你构建正确的拷贝语义认识，为后续的类、封装等面向对象知识打下坚实基础

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📌 一、拷贝基础：浅拷贝与深拷贝究竟是什么？

1.浅拷贝（Shallow Copy）

浅拷贝是指在复制对象时，只复制对象的基本数据成员（值拷贝），而对于指针成员，仅复制指针的值（即内存地址），而不复制指针所指向的内存内容。换句话说，源对象和新对象共享同一块动态分配的内存

示例:

#include<iostream>
using namespace std;class house
{public:house(int sum):area(sum){p=&area;}~house(){}void where(){cout<<"I live in "<<p<<endl;}int area;int* p;
};int main()
{house a(100);a.where();house b=a;b.where();return 0;
}

输出:

I live in 0x7ffe702f1be0
I live in 0x7ffe702f1be0

我们会发现，house 对象a和对象b都共享同一块地址，这就是浅拷贝

2.深拷贝（Deep Copy）

深拷贝是指在复制对象时，不仅复制对象的基本数据成员，还为指针成员分配新的内存，并将源对象指针指向的内容复制到新分配的内存中。新对象和源对象完全独立，互不影响

示例:

输入:

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{int a=10;int b=a;cout<<"a地址:"<<&a<<endl;cout<<"b地址:"<<&b<<endl;return 0;
}

输出:

a地址:0x7fffb62b7a80
b地址:0x7fffb62b7a84

我们会发现a和b是独立分开的，这就是深拷贝

🔧二、为什么需要关注深拷贝与浅拷贝？

在 C++ 中，类的默认拷贝行为（由编译器提供的默认拷贝构造函数和赋值运算符）是浅拷贝。如果你的类管理动态内存（如指针成员），默认的浅拷贝可能导致以下问题：

1.悬空指针（Dangling Pointer）：

如果两个对象共享同一块内存，当一个对象销毁时释放了这块内存，另一个对象的指针会变成悬空指针，访问它会导致未定义行为。

2.内存泄漏（Memory Leak）：

如果没有正确管理动态内存，可能会导致内存无法释放。

3.数据不一致：

修改一个对象的动态内存内容会意外影响另一个对象。

因此，在涉及动态内存的类中，通常需要显式实现深拷贝，以确保对象的独立性和程序的正确性

📂三、 案例详解浅拷贝与深拷贝

1.案例背景

此时有一个类，里面包含两个变量，一个是面积area，一个是指向area地址的指针p
相当于此时你需要去购买房子，房子的面积为area，此房子所配的钥匙为指针p

假设我们的类是这样写的！假设！

class house
{public:house(int sum):area(sum){p=malloc(area);//给所买的房子分配一把钥匙}~house(){free(p);p=nullptr;}void where(){cout<<"I live in "<<p<<endl;}int area;//房屋面积void* p;//指向房子的地址  相当于钥匙
};

2.问题示例

如果对象a购买了一处房产，b也想购买一处与a一样大小的房产，下面写法会不会出错？为什么？

#include<iostream>
using namespace std;class house
{public:house(int sum):area(sum){p=malloc(area);}~house(){free(p);p=nullptr;}void where(){cout<<"I live in "<<p<<endl;}int area;void* p;
};int main()
{house a(100);a.where();house b=a;//本意是想购买与a房子同样大小的房子b.where();return 0;
}

输出：

I live in 0x55ce6707deb0
I live in 0x55ce6707deb0
free(): double free detected in tcache 2！！！！！报错

为什么会错呢？我们仔细看看对象a和对象b的地址，发现都相同，说明此时共享同一块内存地址，当对象a进行析构的时候会将指针置空，但轮到对象b析构的时候，就产生了对空指针再次清除的报错

解决方案一

我们在构造对象b的时候换一种方式就行

	house a(100);a.where();house b(100);b.where();

输出:

I live in 0x55efdd689eb0
I live in 0x55efdd68a330

解决方案二

我们修改类，不用mallco去主动为p分配内存

#include<iostream>
using namespace std;class house
{public:house(int sum):area(sum){p=&area;}~house(){}void where(){cout<<"I live in "<<p<<endl;}int area;int* p;
};int main()
{house a(100);a.where();house b=a;b.where();return 0;
}输出:
I live in 0x7ffd4341c5a0
I live in 0x7ffd4341c5a0

但这样并没有解决问题的本质，本质上对象a和对象b还是同一个内存

解决方案三 (解决本质问题)

本质问题是一个深拷贝和浅拷贝的问题，我们要进行深拷贝，要独立地址
所以我们在类里面可以这样修改

#include<iostream>
using namespace std;class house
{public:house(int sum):area(sum){p=&area;}house(const house&a):area(a.area)//深拷贝构造{p=&area;}~house(){}void where(){cout<<"I live in "<<p<<endl;}int area;int* p;
};int main()
{house a(100);a.where();house b=a;b.where();return 0;
}输出:
I live in 0x7ffdf435f970
I live in 0x7ffdf435f980

这样就解决这个问题了

通过简单的案例来理解深拷贝与浅拷贝，本质上就是是否共享同一个内存区域的问题

📝总结

浅拷贝 适用于仅含基本数据类型的对象；

深拷贝 适用于含有动态内存或指针的对象，防止资源重复释放或共享；

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