浅复制和深复制
有关浅复制与深复制的定义为：对类进行复制的时候按位复制，即把一个对象各数据成员的值原样复制到目标对象中。当类中涉及到指针类型数据成员的时候，往往就会产生指针悬挂问题。
看以下结构：
class A{
public:
int* a;
};
A a1;
A b1=a1;
b1=a1执行的是浅复制，此时a1.a和b1.a指向的是同一个内存地址，如果在析构函数里面有对内存的释放。就会出现内存访问异常。因为一块内存空间会被释放两次！
参考以下代码c_person.cpp理解：
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
class person{
private:
char *name;
int age;
public:
person(const char *Name,int Age)
{
name=new char[strlen(Name)+1];
strcpy(name,Name);
age=Age;
cout<<"construct ..."<<endl;
}
~person()
{
cout<<"destruct ..."<<age<<endl;
delete name;
}
void dispaly()
{
cout<<name<<" "<<age<<endl;
}
void setage(int x)
{
age=x;
}
};
int main()
{
person p1("test",23);
person p2=p1;
p1.setage(10);
p1.dispaly();
p2.dispaly();
return 0;
}
运行结果如下：
从运行结果我们可以看到程序只是调用了一次构造函数，但是却执行了两次析构函数，不符合预期期望。对象p2=p1执行的是浅复制，p2中指针name和p1中指针name是指向的同一地址，由于没有定义构造函数，在执行p2=p1的时候，系统采用默认拷贝构造函数(默认的拷贝构造函数不会为新对象重新分配新的内存空间)，即按位的拷贝方式将p1中各数据成员的值拷贝到p2的对应成员中，所以导致p1.name=p2.name（指向了同一内存），此时类person的构造函数只会执行一次。
当程序运行结束时，由析构函数执行的规律可知先构造的后执行，所以先执行p2的析构函数，此时系统将p2.name指向的存储单元释放，在执行p1析构函数的时候，p1.name所指向的内存单元又被释放，这样就会造成同一块内存空间被释放两次，造成错误，p1.name也就成了悬挂指针。
解决这一问题就需要对p1进行深拷贝，即构造拷贝函数，让对象p2在拷贝p1的时候获取新的内存空间。
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
class person{
private:
char *name;
int age;
public:
person(const char *Name,int Age)
{
name=new char[strlen(Name)+1];
strcpy(name,Name);
age=Age;
cout<<"construct ..."<<endl;
}
person(const person& oPerson) //copy构造函数
{
name=new char[strlen(oPerson.name)+1];
strcpy(name, oPerson.name);
age=oPerson.age;
cout<<"copy construct ..."<<endl;
}
~person()
{
cout<<"destruct ..."<<age<<endl;
delete name;
}
void dispaly()
{
cout<<name<<" "<<age<<endl;
}
void setage(int x)
{
age=x;
}
};
int main()
{
person p1("test",23);
person p2=p1;
p1.setage(10);
p1.dispaly();
p2.dispaly();
return 0;
}
运行结构：
从运行结果可以看到符合预期期望，从拷贝构造函数定义可以知道，对类对象的复制，重新为新对象分配了新的内存单元。深拷贝和浅拷贝可以简单理解为：如果一个类拥有资源，当这个类的对象发生复制过程的时候，资源重新分配，这个过程就是深拷贝，反之，没有重新分配资源，就是浅拷贝。
String类实现
一般是要求实现构造函数、拷贝构造函数、赋值函数、析构函数这几个非常重要的部分。因为String里涉及动态内存的管理，默认的拷贝构造函数在运行时只会进行浅复制，即只复制内存区域的指针，会造成两个对象指向同一块内存区域的现象。如果一个对象销毁或改变了该内存区域，会造成另一个对象运行或者逻辑上出错。这时就要求程序员自己实现这些函数进行深复制，即不止复制指针，需要连同内存的内容一起复制。
具体代码如下：
/******************
Author : lijd
data : 2019-06-28
*******************/
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class String
{
public:
String(const char *str = NULL); //通用构造函数
String(const String &str); //拷贝构造函数(深赋值)
~String(); //析构函数
String operator+(const String &str) const; //重载+
String& operator=(const String &str); //重载=
String& operator+=(const String &str); //重载+=
bool operator==(const String &str) const; //重载==
char& operator[](int n) const{assert(n <= length - 1); return data[n]; } //重载[](内联函数)
size_t size() const{ return length; } //长度接口(内联函数)
const char* c_str() const{ return data; } //数据接口(内联函数)
friend istream& operator>>(istream &is, String &str);//输入
friend ostream& operator<<(ostream &os, String &str);//输出
private:
char *data; //字符串
size_t length; //长度
};
String::String(const char *str)
{
if(str == NULL)
{
length = 0;
data = new char[1];
*data = '\0';
}else{
length = strlen(str);
data = new char[length + 1];
strcpy(data, str);
}
}
String::String(const String &str)
{
length = str.size();
data = new char[length + 1];
strcpy(data, str.c_str());
}
String::~String()
{
delete []data;
length = 0;
}
String String::operator+(const String &str) const
{
String newString;
newString.length = length + str.size();
newString.data = new char[newString.length + 1];
strcpy(newString.data, data);
strcat(newString.data, str.data);
return newString;
}
String& String::operator=(const String &str)
{
if(this == &str)
{
return *this;
}
delete []data;
length = str.size();
data = new char[length + 1];
strcpy(data, str.c_str());
return *this;
}
String& String::operator+=(const String &str)
{
if(str.size() == 0)
{
return *this;
}
length += str.size();
char *t_data = new char[length + 2];
strcpy(t_data, data);
strcat(t_data, str.c_str());
delete []data;
data = t_data;
return *this;
}
bool String::operator==(const String &str) const
{
if(length == str.size() && !strcmp(data, str.c_str()))
{
return true;
}
return false;
}
istream& operator >>(istream &is, String &str)
{
char temp[1024];
is >> temp;
str.length = strlen(temp);
str.data = new char[str.length + 1];
strcpy(str.data, temp);
return is;
}
ostream& operator<<(ostream &os, String &str)
{
os << str.data;
return os;
}
int main()
{
String s;
cin >> s;
cout << s << ": " << s.size() << endl;
char a[] = "Hello", b[] = "World!";
String s1(a), s2(b);
cout << s1 << " + " << s2 << " = " << s1 + s2 << endl;
String s3 = s1 + s2;
if (s1 == s3) cout << "First: s1 == s3" << endl;
s1 += s2;
if (true == (s1 == s3)) cout << "Second: s1 == s3" << endl;
cout<<s1[3]<<endl;
return 0;
}
运行结果如下：
