复制构造函数 + 浅层和深度复制

Copy constructor + Shallow & deep copy

提问人:overhaul_ 提问时间:8/3/2020 最后编辑:overhaul_ 更新时间:8/3/2020 访问量:293

问:

我想问的是,当我没有显式编写任何复制构造函数时,编译器会自动生成默认执行浅层复制的复制构造函数,对吗? 因此,在 main() 程序中,当我更改整数 a、b 和指针 p 的值时,只有 p 的值发生了变化,而 a 和 b 的值在复制的对象中保持不变。为什么 a 和 b 的值也没有改变?我的代码是:

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

class Dummy {
    private:

        int a, b;
        int *p;
    public:
        Dummy() {
            p = new int;
        }
        void setData(int x, int y, int z) {
            a = x;
            b = y;
            *p = z;

        }
        void showData() {
            cout << "a = " << a << " b = " << b;
            cout << " p = " << *p << endl;
        }

        ~Dummy() {
            delete p;
        }
};

int main() {

    Dummy d1;
    d1.setData(3, 4, 5);
    Dummy d2 = d1;
    d1.showData();
    d2.showData();
    d1.setData(6, 7, 8);
    d1.showData();
    d2.showData();
    return 0;
}

我的程序的输出是:

a = 3 b = 4 p = 5
a = 3 b = 4 p = 5
a = 6 b = 7 p = 8
a = 3 b = 4 p = 8

我要说的是,当我更改对象 d2 的值时,对象 d1 的指针发生了变化,那么为什么对象 d2 的 a 和 b 的值没有改变呢?

此外,我在析构函数中使用 delete 关键字来删除动态分配的指针:

~Dummy() {
            delete p;
        }

但它反而使我的程序崩溃。为什么?

C++ 指针 复制构造函数 deep-copy 浅拷贝

评论

5赞 David C. Rankin 8/3/2020
参见三/五/零法则(三法则)
3赞 john 8/3/2020
@overhaul_ 因为你复制了它们。显然,如果您复制某些内容然后更改原始内容,则副本不会更改。
1赞 john 8/3/2020
@overhaul_ 这是“复制”一词的正常含义。
3赞 john 8/3/2020
@overhaul_ 当初学者无法理解指针时,几乎总是因为他们混淆了两个不同的东西,指针的值和它所指向的事物的价值。这就是你正在做的事情。代码复制指针,但随后更改它所指向的值。这就是为什么您会看到 、 和 的行为有所不同。adp
2赞 john 8/3/2020
@overhaul_ 是的,因为两个对象具有相同的指针值,所以最终会删除同一指针两次。这通常会导致崩溃。为了避免这种情况,你应该遵循大卫·兰金(David C Rankin)给出的关于三法则的参考。

答:

2赞 reyad 8/3/2020 #1

你完全错了——.实际上,它本身没有任何所谓的东西。所以,调用某物是.光是这些词的使用也创造了很多。The idea of shallow copyc++deep copyshallow copya bit wrongshallow copyconfusion

现在,让我解释一下,当执行时会发生什么. 或者(在复制结构时)有一个叫做 的概念。在这个概念中,.现在,就是这样,.实际上,有他们的,当然,占据了.对于你,我写了一些关于记忆力的测试。如果你只看到测试及其输出,你会完全理解:cppinitialization using assignmentcppcbitwise copyall the member variables of one object(struct object/class object - you can say either) is identically copied to another objecttotally wrong ideaboth objects point to same memory locationboth objectown memory locationtheir variablesdifferent memory spaces

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

using namespace std;


class Dummy {
    int a, b;
    int *p;
public:
    Dummy() {
        p = new int;
    }
    void setData(int x, int y, int z) {
        a = x;
        b = y;
        *p = z;
    }
    void showData() {
        cout << "a = " << a << " b = " << b;
        cout << " p = " << *p << endl;
        cout << endl; // an extra new line for readability of output
    }
    void showMemory() {
        cout << "addr(a) = " << &a << " addr(b) = " << &b;
        cout << " addr(p) = " << &p << endl;
    }
    ~Dummy() {
        *p = 100;
        delete p;
    }
};
// testing memory
void memoryTest() {
    cout << "testing d1:" << endl;

    Dummy d1;
    d1.setData(3, 4, 5);
    
    cout << "addr(d1) = " << &d1 << endl;
    d1.showMemory();
    cout << endl ;


    cout << "testing d2:" << endl;

    Dummy d2 = d1;
    cout << "addr(d2) = " << &d2 << endl;
    d2.showMemory();
}

int main() {
    // memoryTest
    memoryTest();

    return 0;
}

测试的结果是:

testing d1:
addr(d1) = 0x6dfed4
addr(a) = 0x6dfed4 addr(b) = 0x6dfed8 addr(p) = 0x6dfedc

testing d2:
addr(d2) = 0x6dfec8
addr(a) = 0x6dfec8 addr(b) = 0x6dfecc addr(p) = 0x6dfed0

这清楚地表明,这两个物体所占据的记忆是完全不同的。d1d2

  1. 现在,您可能还有另一个问题:那么,为什么当我写 *p=8 时,它会影响 d1d2

当您分配时,我们可能会说发生了如下所示的事情(尽管,在应用按位复制时实际上并没有发生,只是为了清楚起见):Dummy d2 = d1;

d2.p = d1.p

所以,我们知道,并且包含相同的内存位置(注意:d1.p 是一个指针,因此,它不包含任何整数,而是包含 int 的内存地址)。d1.pd2.p

因此,当您编写 时,您告诉程序转到 p 所针对的内存位置,并将该内存位置的值更改为 8。(请注意,在这里,您没有更改 的内容,仍然包含相同的内存位置,而是将该内存位置的内容从 5 更改为 8)。这就是为什么当你调用时,你会得到更改后的值。cause,包含与 相同的内存位置。*p = 8d1.pd1.pd2.pd2.pd1.p

  1. 现在,可能还有一个问题:为什么当你在析构函数中释放 p 时,你的代码会崩溃?

现在,让我先问你,你能释放一个已经释放的记忆吗?您可以编写代码,但行为是未定义的。它可能会使您的程序崩溃,或者它可能什么都不做。

好吧,在你写的.现在,要么要么首先被摧毁。让我们假设,被摧毁了.所以,当驱逐舰被召唤时,是.然后,驱逐舰将被召唤,它也会尝试.但已经被释放了。在您的情况下,由于这个原因,程序会遇到崩溃。Dummydestructordelete p;d2d1d2firstd2'spfreedd1'sfree pp

希望,现在一切都清楚了。

如果对我上面描述的内容有任何不清楚的地方,请提出问题,我也会尽力回答。