C：製作一個結構體的深層副本...製作一個結構體的淺拷貝

Question

在我得到高度的低估之前，我會提到像我已經看到的這個問題，但它們都不夠相似對我而言，我至少有一個問題需要考慮（原諒我在這種情況下的無知），或者他們不一定是針對C語言的。

我的問題是關於如何使用指針作爲成員來創建結構的深層副本，以及如何使用指針成員來創建結構的SHALLOW副本。然後，僅供參考，如何在沒有指針成員的情況下創建結構的深層副本，以及如何在沒有指針成員的情況下創建結構的淺拷貝（不確定最後一個結果是否有意義）。

比方說，我們有這樣的：

typedef struct Student 
{ 
    char* first_name; 
    char* last_name; 
    int grade; 
    long id; 
} Student; 

這裏是我做了創建一個學生（頭被暫時難以格式，請多多包涵）的通用功能：

Student* create_student(const char* first_name, const char* last_name, int grade,long id) 

{ 

    Student *newStudentp = (malloc(sizeof(Student))); 

    newStudentp -> last_name = (malloc((strlen(last_name) + 1) * sizeof(char))); 
    newStudentp -> first_name = (malloc((strlen(first_name) + 1) * sizeof(char))); 

    strncpy(newStudentp -> first_name, first_name, strlen(first_name) + 1); 
    strncpy(newStudentp -> last_name, last_name, strlen(last_name) + 1); 

    newStudentp -> grade = grade; 
    newStudentp -> id = id; 


    return newStudentp; 
} 

現在我會嘗試做一個深淺的副本;告訴我，如果我做了什麼愚蠢的

int main() 
{ 
    Student *s1 = create_Student("Bo","Diddly", 100, 221); 
    Student *s2 = create_Student("Leeroy","Jenkins",50,1337); 
    memcpy(&s2,&s1,sizeof(Student)); //shallow copy of s1 INTO s2? 
    return 0; 
} 

現在，與指針的成員，我知道我們必須使我們自己的複製功能，做一些明智的指針結構的深層副本。這是什麼明智的東西......我不確定......所以這是我在這份DEEP副本中的嘗試（可能是可憐的）。

void copy_Student(Student *s1, Student *s2) 
{ 
    s2 -> grade = s1 -> grade; 
    s2 -> id = s1 -> id; 
    s2 -> first_name = s1 -> *first_name; 
    s2 -> last_name = s1 -> *last_name; 

} 

我的問題的其他部分（結構沒有指針作爲成員）可能只是口頭解釋。

好的，EDITED之後讀有益的意見：

淺副本： 的memcpy（S2，S1，的sizeof（學生））;

深副本：

void free_student(Student* stu) 
{ 
    free(stu -> first_name); 
    free(stu -> last_name); 
} 

void copy_Student(Student *s1, Student *s2) 
{ 
    s2 -> grade = s1 -> grade; 
    s2 -> id = s1 -> id; 
    s2 -> first_name = strdup(s1 -> first_name); 
    s2 -> last_name = strdup(s1 -> last_name); 
} 

謝謝你們（一定要指出，如果仍然有錯誤，雖然）！

非常感謝， 菲爾

Answer 1

您列出的製作淺拷貝的代碼不是;它實際上會粉碎堆棧並可能導致程序崩潰。

Student *s1 = create_Student("Bo","Diddly", 100, 221); 
Student *s2 = create_Student("Leeroy","Jenkins",50,1337); 
memcpy(&s2,&s1,sizeof(Student)); //shallow copy of s1 INTO s2? 

如果您的尺寸正確，那將與s2 = s1;相同。但是由於你的大小不對，它會複製太多，並會在s2之後覆蓋內存中的任何內容。要做到真正的淺拷貝，離開關&：

memcpy(s2,s1,sizeof(Student)); //shallow copy of s1 INTO s2 

你有一個深拷貝代碼同樣是錯的，但你在正確的軌道上。深拷貝背後的基本思想是你必須複製每個字段;對於非指針類型，這與淺拷貝相同，但對於指針，你必須做更聰明的事情。但是，您發佈的代碼並未這麼做。試試這個。

void copy_Student(Student *s1, Student *s2) 
{ 
    s2 -> grade = s1 -> grade; 
    s2 -> id = s2 -> id; 
    s2 -> first_name = strdup(s1 -> first_name); 
    s2 -> last_name = strdup(s1 -> last_name); 
} 

請注意，以避免內存泄漏，您還需要指定新副本之前擺脫s2舊名稱，使free_Student功能，將釋放這些名字，也確保create_Student副本名稱（或者包括「應該釋放」標誌，這樣你就不必複製文字字符串）。

現在，對於沒有指針（或其他引用類型）的結構，深和淺拷貝之間沒有區別，因爲它本身淺的數據結構。

Answer 2

淺拷貝和深拷貝可以用一句話來解釋的區別：一個淺拷貝副本的指針;一個深層拷貝拷貝他們指向的內容。

從問題的最後一部分開始：如果沒有指針，淺表或深度副本之間沒有區別。

您嘗試製作淺拷貝在技術上是正確的。不過，這在邏輯上是錯誤的。你的delete_student()函數（釋放malloc的函數）不能處理淺拷貝。它不知道還有多少其他學生副本仍在，並且需要延遲free()直到刪除阿爾斯特副本。

深拷貝有一個非常相關的問題。這在技術上是不正確的。奇怪的是，您的create_student函數顯示您知道如何將char *複製到另一個字符，該字符具有first_name和last_name的深層副本。你的copy_Student也應該這樣做。

Answer 3

而不是將其視爲副本，爲什麼不創建一個新的結構，但與您想要複製的參數相同？這是一個微妙的差異，但是，你已經代碼：

Student *s2 = create_Student("Leeroy","Jenkins",50,1337); 
Student *wiper = create_Student(s2->first_name, s2->last_name, 
               s2->grade, s2->id); 

的wiper結構有s2克隆。

要淺拷貝，做你與s1和s2（該memcpy）做，或者乾脆：

s2 = malloc(sizeof(Student)); 
*s2 = *s1 

Answer 4

memcpy(&s2,&s1,sizeof(Student)); //shallow copy of s1 INTO s2? 

在這裏，你已經覆蓋指針s2和內s2指針通過s1中的相應指針值，所以你泄漏了內存。

要執行深度複製，您必須首先釋放目標結構指向的任何內存。然後分配足夠的內存來保存源結構指向的字符串。現在，strncpy的字符串結束。

void copy_Student(Student *s1, Student *s2) 
{ 
    assert((s1 != NULL) && (s2 != NULL)); 

    if(s2->first_name != NULL) free(s2->first_name); 
    if(s2->last_name != NULL) free(s2->last_name); 

    s2->grade = s1->grade; 
    s2->id = s1->id; 

    s2->last_name = (malloc((strlen(s1->last_name) + 1) * sizeof(char))); 
    s2->first_name = (malloc((strlen(s1->first_name) + 1) * sizeof(char))); 

    strncpy(s2-> first_name, s1->first_name, strlen(s1->first_name) + 1); 
    strncpy(s2-> last_name, s1->last_name, strlen(s1->last_name) + 1); 
} 

Answer 5

取而代之的是：

newStudentp -> last_name = (malloc((strlen(last_name) + 1) * sizeof(char))); 

做：

newStudentp -> last_name = strdup (last_name); 

你的深拷貝想要做類似的東西（不正是cnicutar建議）：

s2->first_name = strdup (s1->first_name); 

cnicutar的問題建議它需要在strcpy之前手動分配緩衝區。

如果我沒記錯的話：

* s2 = * s1;

將做一個淺拷貝。

當然，在深度和淺度副本中，您都必須確保您的目標指針爲free，否則會導致內存泄漏。但是，即使您深度複製到先前淺拷貝到的結構，指針也可能導致問題。