按位复制和浅拷贝有什么区别吗？

Question

关于What is the difference between memberwise copy, bitwise copy, shallow copy and deep copy?的问题，“第一个答案”的作者说：

浅拷贝

指仅复制对象的直接成员，而不复制对象所指向的任何结构。这是当你做一些明智的复制时得到的。

为什么我们要使用2术语与、按位复制和浅拷贝相同。他们之间真的没有区别吗？

也同样适用于其他语言(不仅仅是C++)，我是否可以使用这些单词一般可以互换？

Answer 1

一个稍微明智的拷贝是一个浅拷贝，但不一定相反。

原因是，由于填充，对象中可能会有您通常忽略的部分，但它们是对象的一部分。

举个例子

struct bar {
    int x;
    foo b;
};

可以在记忆中像这样：

| x | some padding | b | more padding |

当您通过memcpy复制比特时，填充位也会被复制。通过比较成员x和b，您无法分辨两者的区别，但在位的级别上是有区别的。您可以注意到，当您比较两个对象的位明智(而不是成员)。

正如在评论中指出的那样，填充并不是浅层复制与位复制不同的唯一原因。例如

struct foo{ 
    foo* self;
    foo() : self(this) {}
    foo& operator=(const foo& other) {}
    foo(const foo& other) : self(this) {}
};

成员self应该指向对象本身，这是类的不变量(为了简单起见省略了适当的封装)。仅仅复制指针就会使self->this指向other而不是this，从而破坏不变量。operator=不需要复制任何东西，复制构造函数只需正确初始化self即可。这可以看作是一个浅拷贝，因为我们只是在“复制”指针self，而不是它所指向的指针(实际上，深拷贝在这里是致命的)。但是，按位复制会有所不同，它将在将a.self指向b后将b复制到a (这将再次破坏不变量)。

考虑一下这个例子：

#include <iostream>
#include <cstring>

struct X {
    int a = 1;
    double b = 2;
    float c = 3;
    X& operator=(const X& x){
        a = x.a;
        b = x.b;
        c = x.c;
        return *this;
    }
};

int main()
{
    X a;
    X b;
    std::cout << "sizeof(X) " << sizeof(X) << "\n";
    std::cout << "sizeof(int) " << sizeof(int) << "\n";
    std::cout << "sizeof(double) " << sizeof(double) << "\n";
    std::cout << "sizeof(float) " << sizeof(float) << "\n";
    
    //memcpy(&a,&b,sizeof(X));
    a = b;
    char* aptr = reinterpret_cast<char*>(&a);
    char* bptr = reinterpret_cast<char*>(&b);
    for (size_t i = 0; i < sizeof(X); ++i) {
        if (aptr[i] != bptr[i]) std::cout << " !!! ";
    }
}

可能的产出是：

sizeof(X) 24
sizeof(int) 4
sizeof(double) 8
sizeof(float) 4
 !!! 

X的大小不是其成员大小的总和。那是填充物。有关更多细节，请参考Struct padding in C++。

operator=做一个成员级拷贝。因为对象包含不用于成员的字节，所以在复制成员并查看位表示之后，可以观察到a和b之间的差异。

另一方面，如果复制是通过memcpy进行的，那么a和b的位表示将保证相同(即不输出!!!)。

Answer 2

如果我正确理解，按位复制就是浅拷贝。按位复制只是在每一个位上复制以创建一个副本，而浅层副本在复制直接成员时则更为普遍，正如您在引用中所说的那样。