C++ 類別物件深拷貝與淺拷貝建構函數完整圖解

預設拷貝建構函數：淺拷貝

當類別未自訂拷貝建構函數時，編譯器自動產生「逐成員拷貝」版本：

class Test {
public:
    Test(int v) : p1(v) {}
    int p1;
};

Test a(99);
Test b = a; // 呼叫編譯器產生的淺拷貝建構函數

對於 int 等值型別成員，淺拷貝無問題。但若成員為**指標/資源控制代碼**，淺拷貝會導致雙重釋放、記憶體洩漏、資料競爭。

深拷貝：自訂拷貝建構函數

class DeepCopy {
    char* buffer;
    size_t len;
public:
    DeepCopy(const char* s) : len(strlen(s)) {
        buffer = new char[len + 1];
        strcpy(buffer, s);
    }
    // 自訂拷貝建構函數：分配新記憶體並複製內容
    DeepCopy(const DeepCopy& other) : len(other.len) {
        buffer = new char[len + 1];
        strcpy(buffer, other.buffer);
    }
    ~DeepCopy() { delete[] buffer; }
    // 拷貝指派運算子同理需自訂 (Rule of Three)
    DeepCopy& operator=(const DeepCopy& other) {
        if (this != &other) {
            delete[] buffer;
            len = other.len;
            buffer = new char[len + 1];
            strcpy(buffer, other.buffer);
        }
        return *this;
    }
};

C++11 移動語意：Rule of Five

新增移動建構函數與移動指派運算子，避免不必要的深拷貝：

DeepCopy(DeepCopy&& other) noexcept : buffer(other.buffer), len(other.len) {
    other.buffer = nullptr;
    other.len = 0;
}
DeepCopy& operator=(DeepCopy&& other) noexcept {
    if (this != &other) {
        delete[] buffer;
        buffer = other.buffer;
        len = other.len;
        other.buffer = nullptr;
        other.len = 0;
    }
    return *this;
}

最佳實踐總結

核心口訣

「誰分配，誰釋放；拷貝即複製資源，移動即轉移所有權。善用標準庫容器與智慧型指標，讓編譯器幫你守規矩。」