C++：深拷贝vs浅拷贝(通俗易懂)

C++：深拷贝vs浅拷贝(通俗易懂)

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/Ethan_Rich/article/details/145452151

在 C++（尤其是 OpenCV、STL 容器等）中，拷贝数据时主要有深拷贝（Deep Copy）和浅拷贝（Shallow Copy）两种方式。它们的区别在于是否复制数据本身还是仅复制指针。

1. 什么是浅拷贝（Shallow Copy）？

浅拷贝只是复制指针，不会创建新的数据副本。两个对象共享相同的数据地址，修改一个对象的数据会影响另一个对象。

示例 1：OpenCV cv::Mat 的浅拷贝

cv::Mat img1 = cv::imread("image.jpg");
cv::Mat img2 = img1;  // 浅拷贝

• img2 并没有创建新的数据副本，只是复制了 img1 的元数据（如 data 指针）。
• img1 和 img2 共享相同的图像数据，修改 img2 也会影响 img1。

验证：

img2.setTo(cv::Scalar(0, 255, 0));  // 把所有像素变成绿色
cv::imshow("Original Image", img1); // 发现 img1 也变成了绿色！
cv::waitKey(0);

示例 2：C++ 指针的浅拷贝

int* a = new int(10);
int* b = a;  // 浅拷贝：b 只是复制了 a 的指针
*b = 20;  // 修改 b 也会影响 a
std::cout << *a << std::endl;  // 输出 20

• b = a; 只是让 b 指向 a 的数据，而没有创建新数据。
• 改变 b 指向的数据，a 也会受到影响。

2. 什么是深拷贝（Deep Copy）？

深拷贝会创建数据的完整副本，对象之间不共享数据，修改一个对象不会影响另一个对象。

示例 1：OpenCV cv::Mat 的深拷贝

cv::Mat img1 = cv::imread("image.jpg");
cv::Mat img2 = img1.clone();  // 深拷贝

• clone() 创建了 img1 的完整副本，img2 拥有独立的数据内存。
• img1 和 img2 是完全独立的，修改 img2 不会影响 img1。

验证：

img2.setTo(cv::Scalar(0, 255, 0));  // 把 img2 变成绿色
cv::imshow("Original Image", img1); // img1 仍然是原图
cv::imshow("Copied Image", img2);   // img2 是绿色的
cv::waitKey(0);

示例 2：C++ 指针的深拷贝

int* a = new int(10);
int* b = new int(*a);  // 深拷贝：创建新的 int 并复制值
*b = 20;  // 只改变 b，不影响 a
std::cout << *a << std::endl;  // 输出 10
std::cout << *b << std::endl;  // 输出 20

• new int(*a); 创建了新的内存，并复制 a 的值。
• a 和 b 现在是两个独立的变量，互不影响。

3. 深拷贝 vs. 浅拷贝的比较

4. 何时使用浅拷贝 vs. 深拷贝

5. 如何在 C++ 代码中实现深拷贝

如果你自己写 C++ 类，需要手动实现深拷贝，避免默认的浅拷贝。

class MyClass {
private:
    int* data;
public:
    // 构造函数
    MyClass(int value) {
        data = new int(value);
    }
    // 深拷贝构造函数
    MyClass(const MyClass& other) {
        data = new int(*other.data);  // 深拷贝
    }
    // 赋值运算符
    MyClass& operator=(const MyClass& other) {
        if (this == &other) return *this;  // 避免自赋值
        delete data;  // 释放旧内存
        data = new int(*other.data);  // 重新分配
        return *this;
    }
    // 析构函数
    ~MyClass() {
        delete data;
    }
    void print() { std::cout << *data << std::endl; }
};
int main() {
    MyClass obj1(10);
    MyClass obj2 = obj1;  // 深拷贝
    obj2.print();  // 输出 10
    return 0;
}

6. OpenCV 中深拷贝与浅拷贝

浅拷贝

cv::Mat A = cv::imread("image.jpg");
cv::Mat B = A;  // B 只是 A 的引用

深拷贝

cv::Mat A = cv::imread("image.jpg");
cv::Mat B = A.clone();  // B 拷贝 A 的数据

7. 总结

• 浅拷贝只复制指针，不复制数据，多个对象共享相同的数据。
• 深拷贝创建数据的完整副本，两个对象独立存储数据，互不影响。
• 浅拷贝更快，但容易导致数据共享问题，深拷贝更安全，但消耗更多内存。
• 在OpenCV, Mat.clone() 和 copyTo() 执行深拷贝，而 = 只是浅拷贝。