C++中浅复制及其存在的问题

C++中浅复制及其存在的问题

C++中浅复制及其存在的问题

之前的示例程序中 MyString 类包含一个指针成员 buffer，它指向动态分配的内存（这些内存是在构造函数中使用 new 分配的，并在析构函数中使用 delete[]进行释放）。复制这个类的对象时，将复制其指针成员，但不复制指针指向的缓冲区，其结果是两个对象指向同一块动态分配的内存。销毁其中一个对象时， delete[]释放这个内存块，导致另一个对象存储的指针拷贝无效。这种复制被称为浅复制，会威胁程序的稳定性，如以下示例程序所示：

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;class MyString
{
private:char* buffer;public:MyString(const char* initString) // Constructor{buffer = NULL;if(initString != NULL){buffer = new char [strlen(initString) + 1];strcpy(buffer, initString);}}~MyString() // Destructor{cout << "Invoking destructor, clearing up" << endl;delete [] buffer;}int GetLength() { return strlen(buffer); }const char* GetString(){ return buffer; }
};void UseMyString(MyString str)
{cout << "String buffer in MyString is " << str.GetLength();cout << " characters long" << endl;cout << "buffer contains: " << str.GetString() << endl;return;
}int main()
{MyString sayHello("Hello from String Class");UseMyString(sayHello); return 0;
}

输出：

String buffer in MyString is 23 characters long
buffer contains: Hello from String Class
Invoking destructor, clearing up
Invoking destructor, clearing up
<crash as seen in Figure 9.2>

分析：

在之前的程序中运行正常的 MyString 类， 为何会导致现在这个程序崩溃呢？相比于以前的程序，现在这个程序唯一不同的地方在于，在 main( )中，将使用 MyString 对象 sayHello 的工作交给了函数UseMyString()，如第 44 行所示。在 main( )中将工作交给这个函数的结果是，对象 sayHello 被复制到形参 str，并在 UseMyString( )中使用它。编译器之所以进行复制，是因为函数 UseMyString( )的参数 str 被声明为按值（而不是按引用）传递。对于整型、字符和原始指针等 POD 数据，编译器执行二进制复制，因此 sayHello.buffer 包含的指针值被复制到 str 中，即 sayHello.buffer 和 str.buffer 指向同一个内存单元，如图 9.3 所示。
二进制复制不复制指向的内存单元，这导致两个 MyString 对象指向同一个内存单元。函数UseMyString( )返回时，变量 str 不再在作用域内，因此被销毁。为此，将调用 MyString 类的析构函数，而该析构函数使用 delete[]释放分配给 buffer 的内存（如程序清单 9.8 的第 22 行所示）。这将导致 main( ) 中的对象 sayHello 指向的内存无效，而等 main( )执行完毕时， sayHello 将不再在作用域内，进而被销
毁。但这次第 22 行对不再有效的内存地址调用 delete（销毁 str 时释放了该内存，导致它无效）。正是这种重复调用 delete 导致了程序崩溃。

该文章会更新，欢迎大家批评指正。

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