5. 拷贝构造函数：什么是拷贝构造函数？浅拷贝与深拷贝、拷贝构造函数的调用时机

拷贝构造函数，说白了就是用一个已经存在的对象，去构造另一个新对象。我刚开始学C++时，总觉得这玩意儿有点多余——直接赋值不就行了？后来踩过几次坑才明白，拷贝构造函数背后藏着不少门道。

5.1 什么是拷贝构造函数

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数。它的参数是同类型的常量引用。嗯，这里要注意，参数必须是引用，否则会无限递归调用自己——你想想看，传值本身就要调用拷贝构造，这不就死循环了吗？

class Person {
public:
    // 拷贝构造函数
    Person(const Person& other) {
        name = other.name;
        age = other.age;
    }
private:
    std::string name;
    int age;
};

如果你不写，编译器会帮你生成一个默认的拷贝构造函数。它做的事情很简单：把每个成员变量逐个拷贝过去。这在大多数情况下够用了，但一旦涉及动态内存，问题就来了。

5.2 浅拷贝 vs 深拷贝

这两个概念，我当年理解了好一阵子。咱们直接看代码：

浅拷贝——复制指针，不复制数据

class ShallowArray {
public:
    ShallowArray(int size) {
        data = new int[size];
        size_ = size;
    }
    // 默认拷贝构造函数——浅拷贝
    // ShallowArray(const ShallowArray& other) 
    //     : data(other.data), size_(other.size_) {}
    
    ~ShallowArray() {
        delete[] data;  // 两个对象指向同一块内存，会double free！
    }
private:
    int* data;
    int size_;
};

浅拷贝只复制指针的值。两个对象的data指向同一块内存。一个对象析构时释放了内存，另一个对象再析构就崩溃了。我在项目中遇到过这种问题，排查了一下午才发现是浅拷贝惹的祸。

深拷贝——复制指针指向的数据

class DeepArray {
public:
    DeepArray(int size) {
        data = new int[size];
        size_ = size;
    }
    
    // 深拷贝构造函数
    DeepArray(const DeepArray& other) {
        size_ = other.size_;
        data = new int[size_];          // 重新分配内存
        for (int i = 0; i < size_; ++i) {
            data[i] = other.data[i];    // 逐个复制数据
        }
    }
    
    ~DeepArray() {
        delete[] data;
    }
private:
    int* data;
    int size_;
};

深拷贝会重新分配内存，然后把数据复制过去。每个对象都有自己的独立内存，互不干扰。这样析构时就不会出问题了。

5.3 拷贝构造函数的调用时机

搞清楚什么时候会调用拷贝构造函数，比背定义重要得多。我总结了三种常见场景：

场景	示例代码	说明
1. 用对象初始化另一个对象	Person p2 = p1;	最直接的调用方式
2. 函数传参（传值）	void func(Person p);	形参是实参的拷贝
3. 函数返回对象（传值）	Person createPerson();	返回时创建临时对象

咱们看个完整例子：

#include <iostream>
#include <string>

class Person {
public:
    Person(const std::string& name) : name_(name) {
        std::cout << "普通构造: " << name_ << std::endl;
    }
    
    Person(const Person& other) : name_(other.name_) {
        std::cout << "拷贝构造: " << name_ << std::endl;
    }
    
    ~Person() {
        std::cout << "析构: " << name_ << std::endl;
    }
private:
    std::string name_;
};

void printPerson(Person p) {  // 场景2：传值调用拷贝构造
    std::cout << "打印: " << std::endl;
}

Person createPerson() {       // 场景3：返回对象
    Person p("临时对象");
    return p;
}

int main() {
    Person p1("张三");        // 普通构造
    Person p2 = p1;           // 场景1：拷贝构造
    
    printPerson(p2);          // 场景2：传值拷贝
    
    Person p3 = createPerson(); // 场景3：返回拷贝
    
    return 0;
}

5.4 知识体系总览

下面这张图把拷贝构造函数的要点串起来了：

这张图把拷贝构造函数的定义、浅拷贝与深拷贝的区别、以及三种调用时机都串起来了。我个人建议你把它保存下来，写代码时对照着看，思路会清晰很多。

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