如何实现包含unique_ptr的类的深拷贝？（含map场景示例）

因为std::unique_ptr是独占式智能指针，不支持拷贝操作，所以包含它的容器（比如你的testMap）也无法默认完成拷贝，这直接导致test类的默认拷贝构造函数被编译器自动删除。要实现深拷贝，必须手动编写拷贝构造函数，对每个unique_ptr指向的对象进行递归深拷贝。

具体实现步骤 #

1. 拷贝普通成员map1：sMap是std::unordered_map<std::string, std::string>，它的拷贝构造默认支持，直接初始化即可。
2. 遍历源对象的map2：对每个键值对，取出unique_ptr指向的test对象，调用test的拷贝构造函数创建新实例，再用std::make_unique包装成新的unique_ptr，最后插入到当前对象的map2中。

修改后的完整代码 #

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
#include <memory>

class test;

typedef std::unordered_map<std::string, std::string> sMap;
typedef std::unordered_map<std::string, std::unique_ptr<test>> testMap;

class test {
public:
    sMap     map1;
    testMap  map2; 

    test() = default;

    // 手动实现深拷贝构造函数
    test(const test& t)
        : map1(t.map1)  // 直接拷贝普通map
    {
        // 遍历源对象的map2，逐个深拷贝每个test对象
        for (const auto& pair : t.map2) {
            // 对pair.second指向的test对象进行深拷贝，创建新的unique_ptr
            map2.emplace(pair.first, std::make_unique<test>(*pair.second));
        }
    }

    // 遵循三/五法则，同时实现拷贝赋值运算符
    test& operator=(const test& t) {
        if (this != &t) {
            map1 = t.map1;
            map2.clear();
            for (const auto& pair : t.map2) {
                map2.emplace(pair.first, std::make_unique<test>(*pair.second));
            }
        }
        return *this;
    }
};

int main() {
    sMap myMap; 
    myMap["a"] = "b";

    std::unique_ptr<test> tobj= std::make_unique<test>();
    test& obj = *tobj;
    obj.map1 = myMap;

    test obj2;
    obj2.map2.emplace("one", std::move(tobj));

    test obj3(obj2); // 现在可以正常调用拷贝构造

    // 验证深拷贝：修改obj2中的对象不会影响obj3
    obj2.map2["one"]->map1["a"] = "c";
    std::cout << obj3.map2["one"]->map1["a"] << std::endl; // 输出b，确认是深拷贝
    return 0;
}

关键说明 #

• 递归深拷贝：由于test类的map2包含unique_ptr<test>，拷贝构造函数会递归调用自身，完成嵌套对象的深拷贝，这正是深拷贝需要的行为。
• 三/五法则：手动实现拷贝构造函数后，建议同时实现拷贝赋值运算符，保证类的行为符合C++的资源管理规则。如果需要移动语义，还可以补充实现移动构造和移动赋值运算符。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Trl