C++编程语言中类对象的赋值与复制介绍（三）

末蓝、 2022-05-16 12:57 156阅读 0赞

本系列文章主要介绍 C++ 编程语言中类对象的赋值操作、复制操作，以及两者之间的区别，另外还会介绍“深拷贝”与“浅拷贝”的相关知识。

本文为系列文章的第三篇，主要介绍 C++ 编程语言中的“深拷贝”和“浅拷贝”，以及赋值运算符的重载、拷贝构造函数的重载的相关知识。

# 1 浅拷贝 #

## 1.1 What ##

**浅拷贝：**当进行对象拷贝时，只拷贝类中位于 stack 域中的内容，而不会拷贝 heap 域中的内容。

例如，使用类的默认的赋值运算符“=”，或默认的拷贝构造函数时，进行的对象拷贝都属于浅拷贝。这也说明，“浅拷贝”与使用哪种方式（赋值运算符或是拷贝构造函数）进行对象拷贝无关。

## 1.2 问题 ##

浅拷贝会有一个问题，当类中存在指针成员变量时，进行浅拷贝后，目标对象与源对象的该指针成员变量将会指向同一块 heap 内存区域（而非每个对象单独占用一块内存区域），这就可能导致由于共用该段内存区域而产生内存覆盖、重复释放内存等问题。详情可参考本系列文章[第一篇文章][Link 1]的相关内容。

所以，针对带有指针的类对象的拷贝操作，正确的做法是：使两个对象的指针各自指向不同的内存区域，即在拷贝时不是简单地拷贝指针，而是将指针指向的内存中的每一个元素都进行拷贝，由此也就引出了“深拷贝”的概念。

# 2 深拷贝 #

**深拷贝：**当进行对象拷贝时，将对象位于 stack 域和 heap 域中的数据都进行拷贝。

前面也提到了，类默认提供的赋值运算符或拷贝构造函数，进行的都是浅拷贝，所以，为了实现对象的深拷贝，需要对赋值运算符或拷贝构造函数进行重载，以达到深拷贝的目的。

## 2.1 赋值运算符的重载 ##

这里展示一段重载赋值运算符的示例代码，内容如下：

// 重载赋值运算符
        ClassA& operaton= (ClassA& obj)
        {
            // 拷贝 stack 域的值
            m_nId = obj.m_nId;
            
            // 适应自赋值（obj = obj）操作
            if (this == &a)
            {
                return *this;
            }
            // 释放掉已有的 heap 空间
            if (m_pszName != NULL)
            {
                delete m_pszName;
            }
            // 新建 heap 空间
            m_pszName = new char[strlen(obj.m_pszName) + 1];
            // 拷贝 heap 空间的内容
            if (m_pszName != NULL)
            {
                strcpy(m_pszName, obj.m_pszName);
            }
            
            return *this;
        }
        
    private:
        int m_nId;
        char* m_pszName;

## 2.2 拷贝构造函数的重载 ##

这里展示一段重载拷贝构造函数的示例代码，内容如下：

// 重载拷贝构造函数，重载后的拷贝构造函数支持深拷贝
        ClassA(ClassA &obj)
        {
            // 拷贝 stack 域的值
            m_nId = obj.m_nId;
            // 新建 heap 空间
            m_pszName = new char[strlen(obj.m_pszName) + 1];
            // 拷贝 heap 空间的内容
            if (m_pszName != NULL)
            {
                strcpy(m_pszName, obj.m_pszName);
            }
        }
        
    private:
        int m_nId;
        char* m_pszName;

## 2.3 总结 ##

从上述两个示例代码可以看出，支持深拷贝的重载赋值运算符和重载拷贝构造函数相似，但两者也存在以下区别：

*  重载赋值运算符最好有返回值，以方便进行链式赋值（obj3=obj2=obj1），**返回值类型也最好是对象的引用**；而重载拷贝构造函数因为属于构造函数的一种，所以不需要返回值；
 *  重载赋值运算符首先要释放掉对象自身的 heap 空间（如果存在的话），然后再进行 heap 内容的拷贝操作；而重载拷贝构造函数无需如此，因为拷贝构造函数函数是在创建（并初始化）对象时调用的，对象此时还没有分配 heap 空间；
 *  如果在重载赋值运算符和重载拷贝构造函数都可以解决问题时，建议选择重载拷贝构造函数，因为貌似坑少一些:)。

[Link 1]: https://blog.csdn.net/liitdar/article/details/81874541