C++ 類別物件複製建構函式深度解析：淺層複製與深層複製

一、複製建構函式基本語法

ClassName(const ClassName& other); // 唯一參數為 const 參考

• 在以同類別物件初始化新物件時自動呼叫：ClassName b = a;、func(a)（值傳遞）、return a（值傳回）。
• 若未自行定義，編譯器產生預設複製建構函式：執行位元級逐一複製（淺層複製）。
• 自行定義可阻止編譯器產生預設版本，掌控複製語意。

二、淺層複製問題

若類別含指標成員指向動態記憶體，預設複製僅複製指標值，導致兩物件共用同一記憶體區塊：

class Bad {
    int* data;
public:
    Bad(int n) { data = new int[n]; }
    ~Bad() { delete[] data; } // 雙重釋放崩潰！
};
int main() {
    Bad a(10);
    Bad b = a; // 淺層複製：a.data == b.data
} // a、b 解構時雙重 delete 同一記憶體

三、深層複製實作

在複製建構函式中重新配置記憶體並複製內容：

class Good {
    int* data;
    size_t len;
public:
    Good(int n) : len(n) { data = new int[n]; }
    Good(const Good& other) : len(other.len) { // 深層複製
        data = new int[len];
        std::copy(other.data, other.data + len, data);
    }
    Good& operator=(const Good& other) { // 指派運算子同理
        if (this != &other) {
            delete[] data;
            len = other.len;
            data = new int[len];
            std::copy(other.data, other.data + len, data);
        }
        return *this;
    }
    ~Good() { delete[] data; }
};

四、完整範例：字串類別

#include 
#include 
using namespace std;

class CA {
    int a;
    char* str;
public:
    CA(int b, const char* cstr) : a(b) {
        str = new char[b];
        strcpy(str, cstr);
    }
    CA(const CA& c) : a(c.a) { // 深層複製
        str = new char[a];
        if (str) strcpy(str, c.str);
    }
    void Show() { cout << str << endl; }
    ~CA() { delete[] str; }
};

int main() {
    CA A(10, "Hello!");
    CA B = A; // 呼叫複製建構函式
    B.Show(); // 輸出 Hello!
    return 0;
}

五、現代 C++ 最佳實務（C++11 起）

1. 三/五法則：若需自訂解構函式、複製建構、複製指派，通常也需移動建構、移動指派。
2. Rule of Zero：優先使用 std::string、std::vector、std::unique_ptr、std::shared_ptr 等 RAII 類別，讓編譯器自動合成正確的特殊成員函式，完全避免手動管理記憶體。
3. 禁用複製：唯一擁有權語意類別用 = delete 禁用複製：
   CA(const CA&) = delete; CA& operator=(const CA&) = delete;

六、總結對照表