C++ 赋值运算符‘=‘的重载（浅拷贝、深拷贝）

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发布于: 2020 年 08 月 18 日
01 赋值运算符重载的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‘=’。
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需要注意的是：赋值运算符 = 只能重载为成员函数。
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02 赋值运算符重载的例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。
class MyString // 字符串类
{
public:
    // 构造函数，默认初始化1个字节的字符
    MyString ():m_str(new char[1])
    {
        m_str[0] = 0;
    }
    
    // 析构函数，释放资源
    ~MyString()
    {
        delete [] m_str;
    }
    
    const char* c_str()
    {
        return m_str;
    }
    
    // 赋值运算符重载函数
    // 重载=号使得 obj = "Hello" 能够成立
    MyString & operator= (const char *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 = new char[strlen(s) +1 ];
        
        // 拷贝新字符串的内容
        strcpy(m_str, s);
        
        // 返回该对象
        return *this;
    }
    
private:
    char * m_str; // 字符串指针
};
int main() {
    
    MyString s;
    
    s = "Hello~"; // 等价于s.operator=("Hello~");
    std::cout << s.c_str()  << std::endl;
    
    // MyString s2 = "Hello!"; // 这条语句要是不注释就会编译报错
    
    s = "Hi~"; // 等价于s.operator=("Hi~");
    std::cout << s.c_str()  << std::endl;
    return 0;
}
输出结果：
Hello~
Hi~
重载=号运算符函数后，s = "Hello~"; 语句就等价于 s.operator=("Hello~");。
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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。
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03 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;语句目的希望是s1对象放的字符串和s2对象放的字符串象要一样，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！
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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。
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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！
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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。
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因此要在 class MyString 类里加上如下成员函数：
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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 = new char[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？
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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？
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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 = new char[strlen(s.m_str) +1 ];
    strcpy(m_str, s.m_str);
    return *this;
}
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对operator=返回值类型的讨论void 好不好？
MyString 好不好？
为什么是MyString &？
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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
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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。
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分别等价于：
a.operator=(b.operator=(c));
(a.operator=(b)).operator=(c);
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所以综上考虑，operator=返回值类型是MyString &是比较好的。
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04 复制（拷贝）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。
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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 = new char[strlen(s.m_str) + 1];
    strcpy(m_str, s.m_str);
}
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05 小结最后的所有代码，如下：
class MyString // 字符串类
{
public:
    // 构造函数，默认初始化1个字节的字符
    MyString ():m_str(new char[1])
    {
        m_str[0] = 0;
    }
    
    // 复制（拷贝）构造函数
    MyString (const MyString &s)
    {
        m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
        strcpy(m_str, s.m_str);
    }
    
    // 析构函数，释放资源
    ~MyString()
    {
        delete [] m_str;
    }
    
    const char* c_str()
    {
        return m_str;
    }
    
    // 赋值运算符重载函数
    // 重载=号使得 obj = "Hello" 能够成立
    MyString & operator= (const char *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 = new char[strlen(s) +1 ];
        
        // 拷贝新字符串的内容
        strcpy(m_str, s);
        
        // 返回该对象
        return *this;
    }
    
    // 赋值运算符重载函数
    // 重载=号使得 obj1 = obj2 能够成立
    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 = new char[strlen(s.m_str) +1 ];
        strcpy(m_str, s.m_str);
        return *this;
    }
    
private:
    char * m_str; // 字符串指针
};
int main() 
{
    
    MyString s1,s2;
    
    s1 = "Hello~"; // 等价于s1.operator=("Hello~");
    std::cout << s1.c_str()  << std::endl;
    
    
    s2 = "Hi~"; // 等价于s2.operator=("Hi~");
    std::cout << s2.c_str()  << std::endl;
	
    s1 = s2;   // 等价于s1.operator=(s2);
	std::cout << s1.c_str()  << std::endl;
	
    MyString s3(s1);  // 复制构造函数
	std::cout << s3.c_str()  << std::endl;
    return 0;
}
输出如下：
Hello~
Hi~
Hi~
Hi~
﻿
发布于: 2020 年 08 月 18 日阅读数: 54
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/39fae0b282b54ec192d9274de】。文章转载请联系作者。
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C++ 赋值运算符‘=‘的重载（浅拷贝、深拷贝）

01 赋值运算符重载的需求

02 赋值运算符重载的例子

03 浅拷贝和深拷贝

浅拷贝

深拷贝

对operator=返回值类型的讨论

04 复制（拷贝）构造函数

05 小结

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