浅拷贝对于带有 char[] 的结构是否足够？

Question

我有一个包含字符数组的结构，没有任何其他成员函数。我正在这些结构的两个实例之间进行赋值操作。如果我没记错的话，它正在做浅复制。在这种情况下浅复制安全吗？

我已经在 C++ 中尝试过了，它有效，但我只是想确认这种行为是否安全。

Answer 1

如果“浅复制”是指在分配包含数组的 struct 后，该数组将指向原始 struct 的数据，那么：它可以t。数组的每个元素都必须复制到新的struct。如果您的结构体有指针，则“浅复制”就会出现。如果没有，您不能进行浅复制。

当您将包含数组的 struct 分配给某个值时，它无法执行浅复制，因为这意味着分配给数组，这是非法的。因此，您获得的唯一副本是深层副本。

考虑：

#include <stdio.h>

struct data {
    char message[6];
};

int main(void)
{
    struct data d1 = { "Hello" };
    struct data d2 = d1; /* struct assignment, (almost) equivalent to
                            memcpy(&d2, &d1, sizeof d2) */

    /* Note that it's illegal to say d2.message = d1.message */

    d2.message[0] = 'h';
    printf("%s\n", d1.message);
    printf("%s\n", d2.message);
    return 0;
}

上面将打印：

Hello
hello

另一方面，如果您的 struct 有一个指针，则 struct 赋值将仅复制指针，这是“浅复制”

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct data {
    char *message;
};

int main(void)
{
    struct data d1, d2;
    char *str = malloc(6);
    if (str == NULL) {
        return 1;
    }
    strcpy(str, "Hello");
    d1.message = str;
    d2 = d1;

    d2.message[0] = 'h';
    printf("%s\n", d1.message);
    printf("%s\n", d2.message);
    free(str);
    return 0;
}

：将打印：

hello
hello

一般来说，给定 struct T d1, d2;，d2 = d1; 相当于 memcpy(&d2, &d1, sizeof d2 );，但如果结构体有填充，则可能会也可能不会被复制。

编辑：在C中，你不能分配给数组< /a>.鉴于：

int data[10] = { 0 };
int data_copy[10];

data_copy = data;

是非法的。因此，正如我上面所说，如果 struct 中有一个数组，则分配给该结构必须在数组中按元素复制数据。在这种情况下，您不会得到浅复制：将术语“浅复制”应用于这样的情况没有任何意义。

Answer 2

分配结构会进行按成员分配，对于数组来说，这意味着分配每个项目。 （这是针对“多维”数组递归完成的，这些数组实际上只是数组的数组。）

您是正确的，即使在数组上，它也会进行浅复制。 （我假设您没有相对于 C++ 重载 op=；如果重载它，您可以做任何您想做的事情。）

请记住，浅复制意味着复制某些内容的值，而深复制意味着将值复制到某物指向或指代的东西。数组的值是其中的每一项。

当您拥有执行间接寻址的类型（例如指针）时，浅层和深层之间的区别最有意义。我发现我的答案是看待这个问题最有帮助的方式，但你也可以说“浅”与“深”甚至不适用于其他类型，它们只是“复制”。

struct S {
  int n;
  int* p;
  int a[2];
  int* ap[2];
  int xy[2][2];
};

void f() {
  S c, d;

  c = d;
  // equivalent to:
  c.n = d.n;
  c.p = d.p;

  c.a[0] = d.a[0];  // S::a is similar to your situation, only using
  c.a[1] = d.a[1];  // int instead of char.

  c.ap[0] = d.ap[0];
  c.ap[1] = d.ap[1];
  c.xy[0][0] = d.xy[0][0];
  c.xy[0][1] = d.xy[0][1];
  c.xy[1][0] = d.xy[1][0];
  c.xy[1][1] = d.xy[1][1];
}

我上面使用的 int 不会改变任何语义，它对于 char 数组的工作原理相同，复制每个字符。这是我的代码中的 S::a 情况。

请注意，p 和 ap 是浅层复制的（与所有其他成员一样）。如果这些指针“拥有”它们指向的内存，那么它可能不安全。 （你的问题中的“安全”是模糊的，实际上取决于你的期望以及你如何处理事情。）

对于一个有趣的转折，请考虑 boost::shared_ptr 和 C++ 中的其他智能指针。尽管可以进行深复制，但它们可以进行浅复制，并且这仍然是安全的。