얕은 복사와 깊은 복사 (Shallow Copy, Deep Copy)

얕은 복사(Shallow Copy)는 객체의 멤버 값을 그대로 복사해 포인터 멤버가 있으면 주소만 복사되는 방식이고, 깊은 복사(Deep Copy)는 포인터가 가리키는 대상까지 새로 할당해 통째로 복제하는 방식이다. C++에서 컴파일러가 자동 생성하는 복사 생성자(Copy Constructor)와 복사 대입 연산자는 얕은 복사를 수행하므로, 동적 자원을 직접 소유한 클래스는 이중 해제(Double Free) 같은 문제를 피하기 위해 깊은 복사를 직접 구현하거나 자원 관리를 표준 도구에 맡겨야 한다.

두 방식의 차이

얕은 복사 후에는 원본과 사본의 포인터 멤버가 같은 힙(Heap) 메모리를 가리킨다. 한쪽에서 값을 바꾸면 다른 쪽에도 반영되고, 한쪽이 소멸하며 메모리를 해제하면 다른 쪽은 댕글링 포인터(Dangling Pointer)를 쥐게 된다. 두 객체가 모두 소멸하면 같은 메모리를 두 번 해제하는 이중 해제로 프로그램이 죽는다. 깊은 복사 후에는 두 객체가 각자 독립된 메모리를 소유하므로 이런 간섭이 없다.

구분	얕은 복사	깊은 복사
복사 대상	멤버 값(주소 포함)만	가리키는 힙 데이터까지
복사 후 관계	같은 자원을 공유	완전히 독립
비용	저렴	할당과 복사 비용 발생
위험	이중 해제, 의도치 않은 공유	구현을 빠뜨리면 얕은 복사로 회귀

문제가 생기는 코드와 깊은 복사 구현

#include <cstring>

class Text {
    char *buf;
public:
    Text(const char *s) {
        buf = new char[std::strlen(s) + 1];
        std::strcpy(buf, s);
    }
    ~Text() { delete[] buf; }

    /* 깊은 복사 생성자 */
    Text(const Text &other) {
        buf = new char[std::strlen(other.buf) + 1];
        std::strcpy(buf, other.buf);
    }

    /* 깊은 복사 대입 연산자 */
    Text &operator=(const Text &other) {
        if (this != &other) {        /* 자기 대입 방지 */
            char *tmp = new char[std::strlen(other.buf) + 1];
            std::strcpy(tmp, other.buf);
            delete[] buf;
            buf = tmp;
        }
        return *this;
    }
};

복사 생성자와 대입 연산자를 정의하지 않으면 컴파일러 기본 버전이 buf 주소만 복사해, 두 Text 객체의 소멸자가 같은 배열을 두 번 delete하게 된다. 위처럼 새 공간을 할당해 내용을 복사하면 문제가 사라진다. 대입 연산자에서는 자기 자신에게 대입하는 경우를 걸러야 하고, 새 할당을 먼저 성공시킨 뒤 기존 자원을 해제해야 할당 실패 시에도 객체가 온전한 예외 안전성(Exception Safety)을 확보할 수 있다.

Text(Text &&other) noexcept : buf(other.buf) {
    other.buf = nullptr;   /* 원본은 소유권을 잃는다 */
}