[C++]동적할당과 깊은/얕은 복사

• 순서
  1. 동적할당이란?
  2. 동적할당시 주의할 점
  3. 동적할당을 안전하게 하는 법
  4. 깊은 복사
  5. 얕은 복사
  6. 깊은 복사와 얕은 복사의 차이
• 동적할당이란?
  1. 런타임에 필요한 크기의 메모리를 동적 메모리 영역인 힙에 요청하여 사용하고, 반환하는 방식
  2. new로 할당하고 delete로 반환하는 형태
  3. 지역 변수는 스택에 할당되어 호출이 끝나면 자동 소멸하지만, 동적할당은 직업 해제해줘야 하여 스택과 대비됨
• 동적할당시 주의할 점
  1. 메모리 누수(Leak): 할당한 메모리를 해제하지 않아 누적되어 프로그램 메모리 사용량 증가
  2. 더블 프리: 같은 포인터를 두 번 delete
  3. 댕글링 포인터: 해제된 메모리를 참조
  4. 혼용 사용: new와 free 또는 malloc과 delete와 같이 맞지 않는 요청
  5. 예외 안전성 미고려: 중간에 예외가 나면 반환이 누락될 수 있음
• 동적할당을 안전하게 하는 법
  1. C++에서는 직접 new/delete를 쓰지 않는 것이 권장되어, RAII와 스마트 포인터를 사용하는 것이 안전함
• 깊은 복사
  1. 객체가 소유한 모든 속성을 새로운 메모리 공간에 완전히 복사하여 원본과 독립적인 새로운 객체를 생성하는 방식
  2. 특징
     • 독립적인 새 객체 생성
     • 모든 중첩된 데이터 복사
     • 원본과 복사본의 완전한 독립성
• 얕은 복사
  1. 새로운 객체를 생성하지만, 객체 내부의 다른 객체들은 원본 객체의 참조를 그대로 공유하는 복사 방식
  2. 특징
     • 참조 공유: 원본과 복사본이 내부의 객체를 같은 메모리 공간에서 참조함
     • 최상위 복사: 객체의 최상위 속성만 새로 복사됨
     • 부분적인 독립성: 최상의 속성은 독립적이지만, 중첩된 객체는 독립적이지 않아 원본과 복사본이 동일한 데이터를 공유
• 깊은 복사와 얕은 복사의 차이

구분	깊은 복사	얕은 복사
복사 방식	멤버가 가리키는 자원까지 새로 할당하여 복제	멤버 변수의 값 그대로 복사(특히 포인터는 주소만 복사)
포인터 멤버	원본과 복사본이 서로 다른 메모리를 가리킴	원본과 복사본이 같은 메모리를 가리킴
독립성	원본과 복사본이 독립적 > 서로 영향 없음	원본과 복사본이 자원을 공유
소멸 시 동작	각각 독립적으로 자신의 자원을 해제	둘 다 같은 자원을 해제하려 해 더블 delete 위험
속도/비용	느림	빠름
기본 동작	사용자가 복사 생성자/대입 연산자를 정의해야함	C++ 컴파일러가 제공하는 기본 복사 생성자/대입 연산자
문제 발생 가능성	성능 저하(복사 비용), 메모리 사용 증가	더블 프리, 댕글링 포인터, 예외 안전성 문
사용 예	자원 소유 객체에서 안전한 복제 필요	읽기 전용 데이터 공유, shared_ptr 같은 레퍼런스 카운팅