C++11 指针成员与拷贝构造（浅拷贝与深拷贝）

【1】浅拷贝

一直以来，设计一个类，个人认为，最能体现水平的地方在于：类中含有指针成员变量。

如下一个典型的浅拷贝示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class HasPtrMem
{ 
public:
    HasPtrMem() : d(new int(0))
    {} 
    ~HasPtrMem() 
    { 
        delete d;
        d = nullptr;
    }
    
    int* d;
}; 

int main()
{ 
    HasPtrMem a; 
    HasPtrMem b(a); 
    
    cout << *a.d << endl; // 0
    cout << *b.d << endl; // 0
} // 异常析构

定义了一个含有指针成员变量d的类型HasPtrMem。

该成员d在构造时会接受一个new操作分配堆内存返回的指针，而在析构的时候则会被delete操作用于释放分配的堆内存。

在main函数中，声明了HasPtrMem类型的对象a，又使用a初始化了对象b。按照C++的语法，这会调用HasPtrMem的拷贝构造函数。

而这里的拷贝构造函数由编译器隐式生成，其作用是执行类似于memcpy的按位拷贝。

这样的构造方式有一个问题，就是a.d和b.d都指向了同一块堆内存。

因此在main作用域结束的时候，对象b和对象a的析构函数会分别依次被调用。

当其中之一完成析构之后（比如对象b先析构，b.d先被delete），那么a.d就成了一个“悬挂指针”（dangling pointer），因为其不再指向有效的内存了。

那么在该悬挂指针上释放内存就会造成严重的错误。

【2】深拷贝

通常情况下，在类中未声明构造函数的情况下，C++也会为类生成一个“浅拷贝”（shollow copy）的构造函数。

而最佳的解决方案是用户自定义拷贝构造函数来实现“深拷贝”（deep copy），修正上例为深拷贝的结果：

#include <iostream>
using namespace std;

class HasPtrMem
{ 
public:
    HasPtrMem() : d(new int(0))
    {}
    HasPtrMem(const HasPtrMem& h) : d(new int(*h.d)) { } // 拷贝构造函数，从堆中分配内存，并用*h.d初始化
    ~HasPtrMem() 
    { 
        delete d;
        d = nullptr;
    }
    
    int* d;
}; 

int main()
{ 
    HasPtrMem a; 
    HasPtrMem b(a); 
    
    cout << *a.d << endl; // 0
    cout << *b.d << endl; // 0
} // 正常析构

为类HasPtrMem添加了一个拷贝构造函数。

拷贝构造函数从堆中分配新内存，将该分配来的内存的指针交还给d，又使用*(h.d)对*d进行了初始化。

通过这样的方法，就避免了悬挂指针的困扰。

good good study, day day up.

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