【剑指Offer】面试题1：赋值运算符函数

《剑指Offer——名企面试官精讲典型编程题》

作者：何海涛

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一、书上原题再现

面试题1：赋值运算符函数

题目：如下为类型CMyString的声明，请为该类型添加赋值运算符函数。

class CMyString

{

public:

    CMyString(char* pData = nullptr);

    CMyString(const CMyString& str);

    ~CMyString(void);

 

    void Print();

     

private:

    char* m_pData;

};

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二、涉及的知识点

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三、解题过程

赋值：

       int a;  //声明

       a = 10; //赋值

      

运算符：

       + - * / = % < > ?: 等等

      

赋值运算符：

       =

      

赋值运算符函数：

       What？嗯？

 

其实，这里涉及到了运算符重载的知识点。我一个遨游在Java大海里的浪子，突然灌一口C/C++的海水，感觉有点生涩。

 

什么是运算符重载？

简单讲，比如说：

       + 加号的本意是   1+1 = 2  在这里是 累加 的功能

       在类似于Java、Python这类高级语言中，当 + 加号 出现在字符串之间比如 "Hello" + "World !"，那么这里的加号就会被用来实现 连接两个字符串 的功能。

       加号不干 累加 的功能，而是实现了 连接两个字符串 的功能，这就叫做 加法运算符的重载。

       运算符重载中有一点要求需要特别注意：重载运算符的参数至少应有一个是类对象（或类对象的引用）

　　也就是说，参数不能全部是C++的基本类型，以防止用户修改用于基本类型数据成员的运算符的性质，如下面这样是不对的：

                     int operator + (int a,int b)

                     {

                            return(a-b);

                     }

　　原来运算符+的作用是对两个数相加，现在企图通过重载使它的作用改为两个数相减。

　　如果允许这样重载的话，那么表达式4+3，它的结果是7还是1呢？显然，这是绝对要禁止的。

             

Java八大基本数据类型：

              byte 　　short     　　 int    　　　   long

              float 　　double   　　boolean         char

      

       基本数据类型是没有String的，String的本质是一个用户类。所以说当加号出现在两个字符串之间的时候，实现连接两个字符串这个功能是加法运算符的重载。

       但是，但是，但是，Java语言没有运算符重载：

              Java doesn’t support user-defined operator overloading.

              　　Java不支持用户自定义操作符重载。

              The preferred approach is to define a method on your class to perform the action: a.add(b) instead of a + b.

              　　首选的方法是在类中定义一个方法来实现这个功能，比如说通过 a.add(b) 来实现 a+b 的功能。

              The only aspect of Java which comes close to “custom” operator overloading is the handling of + for strings,

              　　Java唯一接近“自定义”运算符重载的方面是 + 用于字符串的处理，

              which either results in compile-time concatenation of constants or execution-time concatenation using StringBuilder/StringBuffer.

              　　这里的加法会造成在编译期或执行期使用StringBuilder/StringBuffer。

             

       那么回到正题，这道题用的语言是C++，C++是有运算符重载的，给一个类添加赋值运算符函数。这个类就是一个字符串类，名为：CMyString

赋值运算符函数，就是重载赋值运算符了。下面是该函数的声明：

       CMyString& operator = (const CMyString& str);

       CMyString& 是函数的类型   operator = 整体看成函数名 const CMyString&是参数的类型 str 是参数的引用名

       我们要做的就是书写函数体。

初级程序员版：

1     CMyString& operator = (const CMyString& str){

2            if(this == &str){

3                   return *this;

4            }else{

5                   delete []m_pData;

6                   m_pData = NULL;

7                   m_pData = new char[strlen(str.m_pData)+];

8                   strcpy(m_pData, str.m_pData);

9                   return *this;

10          }

11   }

       这一版本的Bug之处就在于，假如第5、6行代码执行完成之后，第7行代码在分配内存的时候，分配失败了，那么我原先的数据也就没有了。

这样原先的对象就会成为一个空指针，想象一下，一个空指针在程序中，一旦程序后文又用到这个对象，那么这个程序极有可能崩溃！！！

考虑到异常安全性，下面的代码是

高级程序员版：

1     CMyString& operator = (const CMyString& str){

2            if(this == &str){

3                   return *this;

4            }else{

5                   CMyString strTemp(str);

6                   char* pTemp = strTemp.m_pData;

7                   strTemp.m_pData = m_pData;

8                   m_pData = pTemp;

9                   return *this;

10          }

11   }     

 

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四、调试步骤

使用DevC++进行调试

 

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五、总结

不理解的地方：

                 CMyString strTemp(str);  看不懂这句代码，这句代码怎么就创建一个临时对象了，

这难道不是 类型名   函数名  参数？如果是这样的话，那么这个函数连声明都没有直接就用了？

       既然临时对象一但运行结束就会被析构，那么为什么要进行交换？直接把临时对象的值赋值给当前对象的值不就行了？

       一行代码

              m_pData = strTemp.m_pData

       不比三行代码强吗？

　　如果是说不能这样直接进行赋值，需要有个 char* pTemp的中间变量，那也应该是

　　两行代码：

              char* pTemp = strTemp.m_pData;

//            strTemp.m_pData = m_pData;

              m_pData = pTemp;

　　中间那行代码的意义何在,难不成是写交换算法写顺手了？？？

             

　　百思不得其姐......（所以我现在还不是高级程序员......）             

             

总结：

　　1、 C++中通过运算符函数（关键字operator）可以对运算符进行重载;

　　2、如果要为一个类写赋值运算符函数，需要考虑内存分配失败的异常情况下要原对象不能为空指针的情况;

　　3、 一个对象的值，可以在创建的时候通过构造函数进行赋值，

　　　　也可以把另一个对象的值通过赋值运算符赋值给当前对象，

　　　　也可以通过赋值运算符进行多个对象的连续赋值，

　　　　这，就是赋值运算符函数的意义;

　　4、C++很飘逸，很成功，很失败，临时对象很难懂;

　　5、这道题的精髓我认为是就两点：

　　　　一是如何把这个operator = 函数完整的写出来，

　　　　二是在写的过程需要考虑内存泄漏的情况。

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六、声明与致谢

本题源代码请移步《剑指Offer》作者何海涛的GitHub：https://github.com/zhedahht/CodingInterviewChinese2/blob/master/01_AssignmentOperator/AssignmentOperator.cpp

      

参考文章：（每篇文章我都会去点赞，好的文章就应该公诸于世，大家共同学习）

　　博客园：

　　　　颜之年《C++重载运算符的规则详解》：https://www.cnblogs.com/summernight/p/8541079.html

　　　　同勉共进《一文说尽C++赋值运算符重载函数(operator=)》：https://www.cnblogs.com/zpcdbky/p/5027481.html#top

　　　　默默淡然《运算符重载详解》：https://www.cnblogs.com/liangxiaofeng/p/4311796.html

　　RUNOOB：

　　　　Java基本数据类型：http://www.runoob.com/java/java-basic-datatypes.html

　　优快云：

　　　　michellechouu《【C++】赋值运算符函数》：https://blog.youkuaiyun.com/michellechouu/article/details/47298445

　　　　liaotl10《才知道java竟然没有运算符重载》：https://blog.youkuaiyun.com/liaotl10/article/details/74999757

　　　　Do丶YouMissing《java中是否对“+”，“=”，“+=”重载》：https://blog.youkuaiyun.com/caonima0001112/article/details/50492718

　　　　viclee108《浅析Python运算符重载》：https://blog.youkuaiyun.com/goodlixueyong/article/details/52589979

　　技术小黑屋：https://droidyue.com/