C++ 淺拷貝導致 double free 錯誤：複製建構函式未深拷貝指標

錯誤程式碼

class base {
public:
    base(int *a) : p(a) {}
    base(int num) : p(new int(num)) {}
    base(base& mid) : p(mid.p) { // 淺拷貝：直接複製指標值
        cout << "base is constructing!\n";
    }
    ~base() {
        if (p != NULL) {
            delete p;
            p = NULL;
        }
    }
private:
    int *p;
};

int main() {
    base one(1);   // p 指向新配置的 int(1)
    base two(one); // 淺拷貝：two.p 指向同一記憶體位址
} // two 先解構 delete p，one 再解構 delete 同一位址 → double free

錯誤原因

複製建構函式 base(base& mid) : p(mid.p) 僅複製指標值（淺拷貝），導致兩個物件擁有相同的指標 p。當物件銷毀時，析構函式各自 delete p，第二次釋放已釋放的記憶體即觸發 double free（野指標錯誤）。

正確做法：深拷貝

base(const base& mid) : p(new int(*mid.p)) { // 配置新記憶體並複製值
    cout << "base is constructing (deep copy)!\n";
}

完整規則：三大法則 / 五大法則

若類別管理動態資源（裸指標、檔案控制代碼等），必須實作：

1. 複製建構函式
2. 複製指派運算子 operator=
3. 析構函式
4. (C++11) 移動建構函式
5. (C++11) 移動指派運算子

現代 C++ 最佳實踐

• 優先使用智慧指標 std::unique_ptr、std::shared_ptr 管理資源，編譯器自動生成正確的移動語意，避免手動實作錯誤。
• 若不需複製語意，刪除複製建構/指派：base(const base&) = delete;

修正後範例

#include <memory>
class base {
    std::unique_ptr<int> p;
public:
    base(int num) : p(std::make_unique<int>(num)) {}
    // 編譯器自動生成移動建構/指派，禁止複製
    base(base&&) = default;
    base& operator=(base&&) = default;
    base(const base&) = delete;
    base& operator=(const base&) = delete;
};