C++ 類別物件深拷貝與淺拷貝建構函式詳解

類別物件複製涉及拷貝建構函式。若未自訂，編譯器提供預設版本執行「成員逐一複製」（淺拷貝）。當類別管理動態資源（堆記憶體、檔案控制代碼等）時，淺拷貝會導致資源擁有權混淆、雙重釋放崩潰，必須實作深拷貝。

預設拷貝建構函式

class Test {
    int p1;
public:
    Test(int t) : p1(t) {}
    // 編譯器隱式產生：Test(const Test& rhs) : p1(rhs.p1) {}
};

對純量成員（int、double 等）足夠，但指標成員僅複製位址，雙方指向同一塊記憶體。

深拷貝實作範例

class Internet {
    char name[20], address[30];
    char* cname; // 動態配置
public:
    Internet(const char* n, const char* a) {
        strcpy(name, n); strcpy(address, a);
        cname = new char[strlen(n)+1];
        strcpy(cname, n);
    }
    // 深拷貝建構函式
    Internet(const Internet& src) {
        strcpy(name, src.name);
        strcpy(address, src.address);
        cname = new char[strlen(src.name)+1]; // 重新配置
        strcpy(cname, src.name);
    }
    ~Internet() { delete[] cname; }
};

關鍵：在拷貝建構函式中為指標成員 new 新記憶體並複製內容，析構函式釋放自有記憶體，確保各物件擁有獨立資源。

淺拷貝風險示範

若拷貝建構函式僅執行 cname = src.cname，兩物件共享同一記憶體區塊。第一個物件銷毀時 delete[] 釋放記憶體，第二個物件銷毀時對已釋放記憶體再次 delete[]，導致未定義行為（通常崩潰）。

函數傳回物件與暫時物件

函數以值傳回類別物件會產生暫時物件，觸發拷貝建構函式。編譯器優化（RVO/NRVO）可能省略拷貝，但語意上仍視為拷貝發生。

無名物件特殊規則

• Internet a = Internet(...);：編譯器優化為直接建構 a，不呼叫拷貝建構函式。
• Internet& a = Internet(...);：參考綁定暫時物件，延長其生命週期至參考離開作用域，同樣不呼叫拷貝建構函式（但析構時機不同）。

定義總結

• 淺拷貝：複製成員位址/值，不複製所指資源。
• 深拷貝：配置新資源並複製內容，各物件獨立擁有資源。
• 原則：類別擁有資源（堆記憶體、檔案、Socket 等）時，必須自訂拷貝建構函式、複製指派運算子與析構函式（三大法則），C++11 後擴展為五大法則（含移動建構/指派）。