C语言中结构体的深拷贝与浅拷贝

在C语言开发中，我们有时会碰到针对结构体的拷贝，对于结构体的拷贝通常分为两种：深拷贝与浅拷贝。

浅拷贝：直接复制结构体所有成员的值，如果成员是指针，则复制的是指针本身（内存地址），而不是指针指向的数据。

结果：含指针成员拷贝后，两个结构体中的指针成员指向同一块内存地址。

深拷贝：不仅复制结构体本身，如果成员是指针，还会为指针成员指向数据分配独立内存，并复制数据内容。

结果：含指针成员拷贝后，两个结构体中的指针成员内存地址独立。

以下将使用一个简洁的代码来传递结构体深拷贝与浅拷贝的区别。

1.使用浅拷贝的方式来观察成员的变化

 浅拷贝下：指针成员共享同一块内存地址，修改一个，就会影响到另外一个。

释放内存空间时，仅需释放1个就行。

 

2.使用深拷贝的方式来观察成员的变化

  深拷贝下：指针成员独立同一块内存地址，修改一个，不会影响到另外一个。

 释放内存空间时，释放2个。

 

深拷贝与浅拷贝的对比表格：

参考代码如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  //屏蔽警告 VS编译器对strcpy检查报错
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
//结构体的深拷贝和浅拷贝
//浅拷贝：直接复制结构体所有成员的值，若成员是指针，则复制内存地址。
//深拷贝：不仅复制结构体本身，还为指针成员指向的数据分配独立的内存，并复制数据内容。

//定义一个基础结构体
typedef struct
{
    int age;
    char* name;
} SomeOne;

//深拷贝函数
void deepCopy(SomeOne *dest, SomeOne *src)
{
    dest->age = src->age;
    dest->name = (char*)malloc(strlen(src->name) + 1);
    strcpy(dest->name, src->name);
}

int main()
{
    //浅拷贝
    SomeOne  P1;
    P1.age = 21;
    P1.name = (char*)malloc(10);

    strcpy(P1.name, "Tom");

    SomeOne P2 = P1; //直接将P1拷贝至P2

    printf("P1.age = %d ,P2.name = %d\n", P1.age, P2.age);
    printf("P1.name = %s ,P2.name = %s\n", P1.name, P2.name);
    printf("P1.name = %p ,P2.name = %p\n", P1.name, P2.name);

    P2.age = 24;
    printf("P1.age = %d ,P2.name = %d\n", P1.age, P2.age);
    printf("P1.name = %s ,P2.name = %s\n", P1.name, P2.name);
    printf("P1.name = %p ,P2.name = %p\n", P1.name, P2.name);

    //两个指针共享同一个地址，修改一个，则会影响另一个
    //浅拷贝：复制指针
    strcpy(P2.name, "Alex");
    printf("P1.age = %d ,P2.name = %d\n", P1.age, P2.age);
    printf("P1.name = %s ,P2.name = %s\n", P1.name, P2.name);
    printf("P1.name = %p ,P2.name = %p\n", P1.name, P2.name);

    free(P1.name); 
    //free(P2.name); 仅释放一个内存地址即可


    //深拷贝
    SomeOne  P3;
    P3.age = 30;
    P3.name = (char*)malloc(10);

    strcpy(P3.name, "Jerry");

    SomeOne  P4;
    deepCopy(&P4, &P3);

    printf("P3.age = %d ,P4.name = %d\n", P3.age, P4.age);
    printf("P3.name = %s ,P4.name = %s\n", P3.name, P4.name);
    printf("P3.name = %p ,P4.name = %p\n", P3.name, P4.name);

    //深拷贝是复制指针指向的内容
    P4.age = 33;
    printf("P3.age = %d ,P4.name = %d\n", P3.age, P4.age);
    printf("P3.name = %s ,P4.name = %s\n", P3.name, P4.name);
    printf("P3.name = %p ,P4.name = %p\n", P3.name, P4.name);


    strcpy(P4.name, "Helen");
    printf("P3.age = %d ,P4.name = %d\n", P3.age, P4.age);
    printf("P3.name = %s ,P4.name = %s\n", P3.name, P4.name);
    printf("P3.name = %p ,P4.name = %p\n", P3.name, P4.name);

    //两个独立的内存都需要释放
    free(P3.name);
    free(P4.name); 
    return 0;
}

 

对比	浅拷贝	深拷贝
指针处理	复制指针值，共享数据	复制指针的指向的数据，独立数据
内存管理	易产生悬空指针、重复释放	需要手动管理
性能	快（只复制结构体本身）	慢（复制数据和分配内存）
适用场景	结构体中无指针成员	结构体含有指针成员，需要独立副本
意义	简单拷贝方式	浅拷贝的补充和扩展（指针成员）