在 C++ 中，深拷貝（Deep Copy）?和?淺拷貝（Shallow Copy）?是兩種完全不同的對象拷貝策略，主要區別在于對指針和動態分配資源的處理方式。正確理解二者的區別是避免內存泄漏、懸空指針和程序崩潰的關鍵。

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一、核心區別

特性	淺拷貝（Shallow Copy）	深拷貝（Deep Copy）
拷貝內容	僅復制指針值（地址），不復制指針指向的內存數據	復制指針指向的實際數據，并為新對象分配獨立內存
內存所有權	多個對象共享同一塊內存	每個對象擁有獨立內存
資源管理風險	容易導致雙重釋放（double free）或懸空指針	內存隔離，安全可靠
默認行為	C++ 默認的拷貝構造函數和賦值運算符是淺拷貝	需手動實現
適用場景	對象不含動態資源或明確需要共享數據	對象管理動態分配的資源（如數組、文件句柄等）

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二、示例解析

1. 淺拷貝的陷阱

class ShallowArray {
public:int* data;size_t size;ShallowArray(size_t n) : size(n), data(new int[n]) {}~ShallowArray() { delete[] data; }
};int main() {ShallowArray arr1(5);ShallowArray arr2 = arr1; // 默認淺拷貝（復制指針）// 析構時 arr1 和 arr2 的 data 指向同一內存，導致雙重釋放！
}

2. 深拷貝的實現

class DeepArray {
public:int* data;size_t size;DeepArray(size_t n) : size(n), data(new int[n]) {}// 深拷貝構造函數DeepArray(const DeepArray& other) : size(other.size), data(new int[other.size]) {std::copy(other.data, other.data + size, data);}// 深拷貝賦值運算符DeepArray& operator=(const DeepArray& other) {if (this != &other) {delete[] data;size = other.size;data = new int[size];std::copy(other.data, other.data + size, data);}return *this;}~DeepArray() { delete[] data; }
};int main() {DeepArray arr1(5);DeepArray arr2 = arr1; // 深拷貝，獨立內存// 安全析構
}

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三、深拷貝的必要性

當對象包含以下資源時?必須使用深拷貝：

1. 動態分配的內存（new/malloc?申請）

2. 文件句柄（需獨立打開/關閉）

3. 網絡連接（需獨立管理）

4. 線程鎖（避免多個對象共享同一鎖）

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四、如何正確實現深拷貝

1. 拷貝構造函數

// 深拷貝構造函數
ClassName(const ClassName& other) {// 分配新資源resource = new ResourceType(*other.resource); // 或拷貝數據std::memcpy(data, other.data, size);
}

2. 賦值運算符

ClassName& operator=(const ClassName& other) {if (this != &other) { // 處理自我賦值// 釋放舊資源delete resource;// 分配新資源并拷貝數據resource = new ResourceType(*other.resource);}return *this;
}

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五、淺拷貝的合理使用場景

以下情況?淺拷貝是安全的：

1. 對象僅包含基本數據類型（int、double?等）

2. 對象包含指針但?不擁有所有權（如觀察者指針）

3. 明確需要共享數據（需配合引用計數或智能指針）

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六、現代 C++ 的替代方案

1. 使用智能指針

• std::unique_ptr：禁止拷貝，強制移動語義（隱式深拷貝替代）

• std::shared_ptr：共享所有權，引用計數自動管理資源

class SafeArray {std::unique_ptr<int[]> data; // 自動管理內存size_t size;
public:SafeArray(size_t n) : size(n), data(std::make_unique<int[]>(n)) {}// 默認禁用拷貝（需深拷貝時手動實現）
};

2. 使用容器類

• std::vector、std::string?等標準容器已實現深拷貝

std::vector<int> v1 = {1, 2, 3};
std::vector<int> v2 = v1; // 自動深拷貝

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七、總結

操作	淺拷貝	深拷貝
資源所有權	共享資源	獨占資源
內存開銷	小（僅復制指針）	大（復制所有數據）
安全性	低（需額外管理共享資源）	高（資源隔離）
實現復雜度	無需額外實現（默認行為）	需手動實現拷貝構造函數和賦值運算符

核心原則：

• 若對象管理資源（如動態內存），必須實現深拷貝。

• 優先使用智能指針和標準容器，減少手動內存管理。