C++:浅拷贝和深拷贝

深拷贝（Deep Copy）和浅拷贝（Shallow Copy）是在编程中经常遇到的两种复制数据的方式，它们在操作上有着明显的区别。

浅拷贝

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浅拷贝是一种拷贝对象的方式，其中对象的成员变量的值被简单地复制到新对象中，而不涉及对成员变量所指向的内存的复制。在浅拷贝中，新对象和原对象共享相同的动态分配的内存地址，这意味着它们指向相同的内存块，而不是各自拥有独立的内存块。

浅拷贝通常是通过默认的拷贝构造函数或赋值运算符来实现的。当对象中没有动态分配的内存，或者对象的成员变量是简单的基本数据类型时，浅拷贝是安全且有效的。但是，在涉及到动态分配的内存（如指针）时，浅拷贝可能会导致潜在的问题。

示例

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class RolePlayer {
public:
    //拷贝构造函数
    RolePlayer(const RolePlayer & other) : m_NPCName(other.m_NPCName), m_nHP(other.m_nHP)
    {
        std::cout << "拷贝构造函数执行成功" << std::endl;
    }
    //析构函数
    ~RolePlayer()
    {
        if (m_NPCName != nullptr) {
        delete m_NPCName;
        }
        std::cout << "析构函数" << std::endl;
    }
    
    //设置对象名
    void SetName(char * m_NPCName) {
        this->m_NPCName = m_NPCName;
    }
    
    //获取对象名
    char * GetName() {
        return this->m_NPCName;
    }
    
private:
    char * m_NPCName = nullptr;
    int m_nHP;
}

在 RolePlayer 类中，拷贝构造函数执行了浅拷贝，而析构函数释放了 m_NPCName 指针指向的内存。这个实现中存在潜在的问题，因为在拷贝构造函数中只是简单地复制了指针的值，而不是复制指针所指向的内存块。

现在将在主函数中对类进行调用：

cpp 复制代码

int main() {
    //创建对象roleA
    RolePlayer roleA;
    char szBuffer[] = "WolF1";
    roleA.SetName(szBuffer);

    //创建roleB且调用拷贝构造函数
    RolePlayer roleB(roleA);
    std::cout << roleB.GetName() << std::endl;
    
    system("pause");
    return 0;
}

首先创建了一个 RolePlayer 对象 roleA，然后使用 SetName 方法将字符串 "WolF1" 设置为 roleA 的名称。接着，创建了另一个 RolePlayer 对象 roleB，并通过拷贝构造函数将 roleA 的值复制到 roleB 中，并打印出roleB对象的名称，程序执行的结果为：

截止目前位置程序的执行一切正常，但是当我们跟着程序的提示按下任意键结束程序时发生了错误；

那么为什么会出现问题呢？原因就出现在拷贝构造函数中；该拷贝构造函数指定了初始化列表，相当于在构造之前就直接进行对象成员变量的初始化，那么我们直接将目光锁定在m_NPCName成员变量中；

cpp 复制代码

RolePlayer(const RolePlayer & other) : m_NPCName(other.m_NPCName), m_nHP(other.m_nHP)

按照这种方式直接进行成员变量的初始化等于直接将roleB的m_NPCName成员地址指向roleA的m_NPCName地址;那么这个时候再执行析构函数：

cpp 复制代码

    //析构函数
    ~RolePlayer()
    {
        if (m_NPCName != nullptr) {
        delete m_NPCName;
        }
        std::cout << "析构函数" << std::endl;
    }

这个时候在roleA对象的析构函数执行的时候他的m_NPCName成员就会被释放，那么这个时候roleB对象的析构函数执行的时候在执行delete m_NPCName;时就出现双重释放漏洞从而产生报错。除此之外还有SetName函数也是浅拷贝，也会出现相同的结果。

双重释放漏洞

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双重释放漏洞是指在程序中释放已经被释放的内存块的情况。这种情况下，同一块内存可能被释放两次或多次，导致程序出现未定义的行为、内存损坏或崩溃。

为了解决这个问题，就应该使用深拷贝来确保每个对象都有自己独立的内存块。这意味着在拷贝构造函数中应该动态分配新的内存，并将原始字符串的内容复制到新的内存空间中。同时，在析构函数中应该释放动态分配的内存。（即拷贝构造函数和SetName函数都需要执行深拷贝）。

深拷贝

深拷贝是一种拷贝对象的方式，其中对象的成员变量及其所指向的内存都被复制到新对象中。这意味着新对象拥有与原对象相同的值，但是它们的内存空间是相互独立的，即使一个对象被修改也不会影响到另一个对象。

深拷贝通常发生在以下情况下：

对象中包含动态分配的内存：如果对象中的成员变量是指针，并且这些指针指向动态分配的内存（例如使用 new 运算符动态分配的内存），则通常需要深拷贝来确保新对象拥有自己独立的内存空间。
对象中包含其他对象：如果对象中包含其他对象作为成员变量，并且这些对象也需要进行复制，那么通常需要深拷贝来递归地复制所有相关对象。
对象需要完全独立的副本：在某些情况下，即使对象中的成员变量是基本数据类型，但也需要创建一个完全独立的副本，以避免对原始对象的修改影响到新对象。

修改后的代码：

SetName

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void SetName(char * m_NPCName) {
    //执行深拷贝
    this->m_NPCName = new char[strlen(m_NPCName) + 1];
    memset(this->m_NPCName,0, strlen(m_NPCName) + 1);
    strcpy(this->m_NPCName, m_NPCName);
}

拷贝构造函数

cpp 复制代码

RolePlayer(const RolePlayer & other) :  m_nHP(other.m_nHP)
{
    //执行深拷贝
    m_NPCName = new char[sizeof(strlen(other.m_NPCName) + 1)];
    strcpy(m_NPCName, other.m_NPCName);
    std::cout << "拷贝构造函数执行成功" << std::endl;
}

修改后两个对象都成功执行析构，且程序无任何报错。