Respuesta.

Shallow copy (copia superficial) solo copia los valores de los miembros de la clase, incluidos los punteros, pero no copia los datos a los que apuntan esos punteros. Deep copy (copia profunda) crea nuevas copias de los datos a los que apuntan los punteros, lo que evita la propiedad compartida de la memoria y la liberación doble.

Ejemplo:

class Buffer {
public:
    Buffer(size_t size) : size(size), data(new int[size]) {}
    // Shallow copy (incorrecto)
    Buffer(const Buffer& other) : size(other.size), data(other.data) {}
    // Deep copy (correcto)
    Buffer& operator=(const Buffer& other) {
        if (this != &other) {
            delete[] data;
            size = other.size;
            data = new int[size];
            std::copy(other.data, other.data + size, data);
        }
        return *this;
    }
    ~Buffer() { delete[] data; }
private:
    size_t size;
    int* data;
};

Pregunta capciosa.

Si la clase contiene un puntero a un arreglo dinámico, ¿por qué no es suficiente copiar y pegar el constructor de copia y el operador= por defecto?

Respuesta correcta:

La copia por defecto implementa una copia superficial. Dos objetos apuntarán al mismo arreglo, y al destruírse se intentará liberar la misma memoria dos veces (double free), lo que provocará un fallo.

Ejemplos de errores reales debido al desconocimiento de los matices del tema.

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Historia En una gran aplicación de servidor, se implementó una clase Image que gestionaba un búfer dinámico de píxeles. Los desarrolladores no implementaron la copia profunda, y al pasar objetos Image por valor entre hilos se producía una liberación doble de memoria, lo que provocaba fallos críticos cada pocos días.

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Historia En un proyecto estudiantil se utilizó un contenedor Field que contenía un puntero a un arreglo dinámico de celdas. Al cambiar el tamaño del arreglo, el constructor de copia solo copiaba el puntero, y ambos contenedores trabajaban con la misma área de memoria, lo que llevaba a datos inconsistentes y errores difíciles de encontrar.

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Historia En un viejo código de C++ de un motor gráfico, se implementó una clase Texture sin su destructor y operador de asignación, lo que provocaba memory leak — fugas de memoria al copiar y asignar objetos temporales de texturas.