C++ 赋值运算符'='的重载(浅拷贝、深拷贝)

简介: C++ 赋值运算符'='的重载(浅拷贝、深拷贝)

1.需求


有时候希望赋值运算符两边的类型可以不匹配。


比如:把一个  int  类型变量赋值给一个 Complex(复数)对象,或把一个  char*  类型的字符串赋值给一个字符串对象,此时就需要重载 = 赋值运算符 


需要注意的是:赋值运算符 = 只能重载为成员函数。


2.举个栗子


下面我们以自定义一个自己的字符串类代码的例子,讲解赋值运算符的重载函数。


MyString 字符串类所需的成员函数:

  • 构造函数 / 析构函数
  • 返回 char* 指针的函数
  • 赋值运算符重载函数


5.jpg



出结果:




Hello~Hi~


重载 =号运算符函数后,s = "Hello~"; 语句就等价于 s.operator=("Hello~");


需要注意的一点是:


上面的 MyString s2 = "Hello!";  语句实际上是初始化语句,而不是赋值语句,因为是初始化语句,所以需要调用构造函数进行初始化,那么这时就需要有 char*参数的构造函数,由于我们没有定义此构造函数,所以就会编译出错。


3.浅拷贝和深拷贝


还是依据上面的例子,假设我们要实现最后一个语句的方式:


MyString s1,s2;
s1 = "this"; // 调用重载的赋值语句
s2 = "that"; // 调用重载的赋值语句
s1 = s2;     // 如何实现这个??


s1 = s2;句目的希望是 s1对象放的字符串和 s2对象放的字符串要一样,由于 = 号两边的类似都是对象,编译器会用原生的赋值运算符函数。


但是这个原生的赋值运算符函数对于有指针成员变量的对象来说,是非常危险的!


浅拷贝


如果用原生的赋值运算符函数去赋值有指针成员变量的对象,就会使得两个对象的指针地址也是一样的,也就是两个对象的指针成员变量指向的地址是同一个地方,这种方式就是浅拷贝。


这时当一个对象释放了指针成员变量时,那么另外一个对象的指针成员变量指向的地址就是空的了,再次使用这个对象时,程序就会奔溃了,因为该对象的指针成员函数已经是个不合法的指针了!


6.jpg


深拷贝


如果对象里面有指针成员变量,则我们需要对原生的赋值运算符函数,防止出现程序出错现象的发生。


因此要在 class MyString 类里加上如下成员函数:



MyString & operator=(const MyString & s)

{

   // 释放旧字符串资源

   delete [] m_str;

                   

// 生成新字符串的空间大小,长度多+1的目的是存放\0

   m_str = newchar[strlen(s.m_str) +1 ];

   

  // 拷贝新字符串的内容

   strcpy(m_str, s.m_str);

   

   // 返回该对象

   return *this;

}


这么做就够了吗?还有什么需要改进的地方吗?我们在考虑下面的语句:


MyString s;

s = "Hello";

s = s; // 是否会有问题?

最后一个语句是否会有问题?


s = s;等价于s.operator=(s),由于s和s是相同的对象,那么就没必要完全执行重载的赋值 = 的函数了。


我们再加个判断,当左右两边是相同对象时,就直接返回该对象就好:


MyString & operator=(const MyString & s)

{

   // 当左右两边是相同对象时,就直接返回该对象就

   if(this == &s)

       return *this;

 

    delete [] m_str;

   m_str = newchar[strlen(s.m_str) +1 ];

   strcpy(m_str, s.m_str);

  return *this;

}


4.返回值讨论


opterator= 返回值讨论:

  • void 好不好?
  • MyString 好不好?
  • 为什么是MyString &


当我们重载一个运算符的时候,好的风格应该是尽量保留运算符原本的特性。


考虑:


  • a = b = c; 这个赋值语句的顺序是先 b = c,然后在 a = (b = c)。如果返回的 void类型,那么 a = (void)显然是不成立的;
  • (a = b) = c; 这个赋值语句会修改 a 的值,如果返回的类型是 MyString对象,那么就无法修改 a 的值了。


分别等价于:

  • a.operator=(b.operator=(c));
  • (a.operator=(b)).operator=(c);


所以综上考虑, operator= 返回值类型是 MyString &是比较好的。


5.复制构造函数


上面的 MyString类是否就没有问题了?


MyString s;
s = "Hello";
MyString s1(s); // 要考虑这种情况,那就要重载复制(拷贝)构造函数


如果使用默认的复制(拷贝)构造函数,那就对有指针成员变量的对象会有问题,因为会默认的复制(拷贝)构造函数会导致两个对象的指针成员变量指向同一个的空间。


所以需要对复制(拷贝)构造函数重载,并实现深拷贝的方式:


MyString (const MyString &s)

{

   m_str = newchar[strlen(s.m_str) + 1];

   strcpy(m_str, s.m_str);

}


6.小结


所以最后的 MyString 字符串类所需的成员函数:

  • 构造函数 / 析构函数
  • 返回 char* 指针的函数
  • 赋值运算符重载函数(深拷贝
  • 复制构造函数(深拷贝


7.jpg

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