C++浅拷贝和深拷贝的原理

老套路,线上代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // windows 平台 vscode strcpy运行会报错,支持 mac 不会

#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;

class Student1
{
public:

    int age;
    char * name;

    Student1() { cout << "空参数构造函数" << endl; }

    Student1(char * name) :Student1(name, 99) { cout << "一个参数构造函数" << endl; }

    Student1(char * name, int age) {
        cout << "二个参数构造函数" << endl;

        this->name = (char *) malloc(sizeof(char * ) * 10);
        strcpy(this->name, name);

        this->age = age;
    }

    ~Student1() {
        cout << "析构函数执行" << endl;

        free(this->name);
        this->name = NULL;
    }

    // 默认有一个拷贝构造函数 隐士的 我们看不见
    // Student(const Student & stu) {
    // stu 旧地址

    // this 新地址

    // s2 = 新地址
    // }
};

int main() {
    // ① 情况分析 画图了
//     Student1 s1;
//     Student1 s2;
//     cout << &s1 << endl;
//     cout << &s2 << endl;
//     两个地址 完全不同
    // 打印:
    // 空参数构造函数
    // 空参数构造函数
    // 1000H
    // 2000H


    // ② 情况分析
    Student1 s1;
    Student1 s2 = s1;

    // 两个地址 完全不同
    // 打印:
    // 空参数构造函数
    // 1000H
    // 2000H

//    cout << &s1 << endl;
//    cout << &s2 << endl;

//    getchar(); // 不要一闪而过,让程序停留VS  Clion 不需要
    return 0;
}

情况分析 画图了
Student1 s1;
Student1 s2;
cout << &s1 << endl;
cout << &s2 << endl;

①函数内存图.png

空参数构造函数
空参数构造函数
地址一
地址二

情况分析
Student1 s1;
Student1 s2 = s1;

②函数内存图.png

所以打印只有一个空参构造函数,通过拷贝构造函数,隐式创建的,进行赋值产生新的this指针 就是新的地址。
结果:
空参数构造函数
0x7ffee81b21d8
0x7ffee81b21c8
析构函数执行

自己覆写拷贝构造函数

#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;

class Student2
{
public:

    int age;
    char * name;

    Student2() { cout << "空参数构造函数" << endl; }

    Student2(char * name) :Student2(name, 99) {
        cout << "一个参数构造函数 this:" << this << endl;
    }

    Student2(char * name, int age) {
        cout << "二个参数构造函数 this:" << this << endl;

        this->name = (char *)malloc(sizeof(char *)* 10);
        strcpy(this->name, name);

        this->age = age;
    }

    ~Student2() {
        cout << "析构函数执行 &this->name:" << &this->name << endl;

        free(this->name);
        this->name = NULL;
    }

    // 默认有一个拷贝构造函数 隐士的 我们看不见
    // 一旦复写了拷贝构造函数,默认的还在吗? Java的构造函数一个思路
    Student2(const Student2 & stu) {
        // stu 旧地址

        // this 新地址

        // s2 = 新地址

        cout << "拷贝构造函数 &stu:" << &stu << " this:" << this << endl;


        // 新地址name = 旧地址 (浅拷贝)
        this->name = stu.name;


        // 深拷贝 后面见  原理全部打通的时候讲
    } // 此拷贝构造函数执行完 旧会出现一个 this==新地址  给 main函数的 stu
};

Student2 getStudent(char * name) {
    Student2 stu(name); // 旧地址

    cout << "getStudent函数:" << &stu << endl; // 旧地址

    return stu; // stu 旧地址
} // 弹栈 释放 栈成员 stu

int main() {
    // = 会执行拷贝构造函数
    // stu 新地址
    Student2 stu = getStudent("张起灵");

    cout << "main函数:" << &stu << endl;

    // 打印:
    // 两个参数构造函数
    // 一个参数构造函数
    // getStudent函数: 1000H地址
    // 拷贝构造函数 构建新地址 把新地址 给 main函数的 stu == 新地址
    // 析构函数
    // main函数:

    return 0;
} // main函数弹栈 stu 新地址 析构函数执行

情况分析,有拷贝构造函数
可能是这种打印,因为每次可能地址在变

二个参数构造函数 this:0x7ffee81a11d8
一个参数构造函数 this:0x7ffee81a11d8
getStudent函数:0x7ffee81a11d8
main函数:0x7ffee81a11d8
析构函数执行 &this->name:0x7ffee81a11e0
截屏2021-03-18 16.14.45.png

getStudent 就会生成新地址。

深拷贝和浅拷贝分析

#include<iostream>
#include<string.h>

using namespace std;

class Student {
public:

    int age;
    char *name;

    Student() { cout << "空参数构造函数" << endl; }

    Student(char *name) : Student(name, 99) {
        cout << "一个参数构造函数 this:" <<  this << endl;
    }

    Student(char *name, int age) {
        cout << "二个参数构造函数 this:" <<  this << endl;

        this->name = (char *) malloc(sizeof(char *) * 10);
        strcpy(this->name, name);

        this->age = age;
    }

    ~Student() {
        cout << "析构函数执行 &this->name:" << this->name << endl;

        free(this->name);
        this->name = NULL;
    }

    // 默认有一个拷贝构造函数 隐士的 我们看不见
    // 一旦复写了拷贝构造函数,默认的还在吗? Java的构造函数一个思路
    // 自定义拷贝构造函数 如果有堆成员,必须采用深拷贝
    Student(const Student &stu) {
        // stu 旧地址

        // this 新地址

        // s2 = 新地址

        cout << "拷贝构造函数 &stu:" <<  &stu << " this:" <<  this << endl;

        // ①【浅拷贝】:新地址name  旧地址name 指向同一个空间,会造成,重复free的问题,引发奔溃
//         新地址name = 旧地址 (浅拷贝)
         this->name = stu.name;

        // 【深拷贝】
//     ②   this->name = (char *) malloc(sizeof(char *) * 10);
//        strcpy(this->name, name);

        this->age = stu.age;

        cout << "拷贝构造函数2 this->name:" << (this->name) << "  stu.name:" << stu.name << endl;

        // 深拷贝 后面见  原理全部打通的时候讲
    } // 此拷贝构造函数执行完 旧会出现一个 this==新地址  给 main函数的 stu


    // 默认的拷贝构造函数 是浅拷贝
};

void showStudent(Student stu) {
    cout << "showStudent函数:" <<  &stu << "  " << stu.name << "," << stu.age << endl;
}

int main() {
    Student stu("刘奋", 31);
    printf("===============\n");

    showStudent(stu); // 弹栈后 新地址name释放一遍
    // showStudent(stu); // 弹栈后 新地址name释放一遍
    // 两次释放新地址name 会奔溃

    // 释放一次新地址name  再释放一次旧name也报错

//    showStudent(stu);
//
//
//    showStudent(stu);
//
//
//    showStudent(stu);


//    showStudent(stu);

    return 0;
} // main函数弹栈 stu 旧地址

【浅拷贝】:新地址name 旧地址name 指向同一个空间,会造成,重复free的问题,引发崩溃
// 新地址name = 旧地址 (浅拷贝)
this->name = stu.name;

我们来看下打印

二个参数构造函数 this:0x7ffeeee451d8
===============
拷贝构造函数 &stu:0x7ffeeee451d8 this:0x7ffeeee451b8
拷贝构造函数2 this->name:刘奋  stu.name:刘奋
showStudent函数:0x7ffeeee451b8  刘奋,31
析构函数执行 &this->name:刘奋
析构函数执行 &this->name:刘奋

xxxxx error 信息 。。。xxxx

执行了两次析构也就是释放了统一块内存两次

【深拷贝】来解决
this->name = (char *) malloc(sizeof(char *) * 10);
strcpy(this->name, name);

二个参数构造函数 this:0x7ffeebd3e1d8
===============
拷贝构造函数 &stu:0x7ffeebd3e1d8 this:0x7ffeebd3e1b8
拷贝构造函数2 this->name:  stu.name:刘奋
showStudent函数:0x7ffeebd3e1b8  ,31
析构函数执行 &this->name:
析构函数执行 &this->name:刘奋

深拷贝,我们从新分配地址。两次释放不是同一个

截屏2021-03-18 16.50.36.png

浅拷贝带来的问题:

浅拷贝.jpg

深拷贝图:


深拷贝.jpg
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