c++ 之赋值运算符函数

最新推荐文章于 2024-08-14 17:41:01 发布

原创最新推荐文章于 2024-08-14 17:41:01 发布 · 691 阅读

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本文详细解析了C++中自定义字符串类CMyString的赋值运算符函数实现，强调了深拷贝的重要性，避免内存泄漏，确保异常安全性。通过具体代码示例，展示了如何正确实现赋值运算符，包括处理自我赋值、资源释放及异常情况。

题目：

如下为类型CMyString的声明，要求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);

private:
    char* m_pData;

};

这道题主要考察C++基础语法如运算符函数、常量引用等，另外需要注意内存泄漏和代码异常安全性。给出具体代码，代码中需要注意的地方都有备注。

#include<cstring>
#include<cstdio>
using namespace std;
// class instance assignment operation
class CMyString
{
    public:
        CMyString(char* pData = nullptr);
        CMyString(const CMyString& str);
        ~CMyString(void);

        CMyString& operator = (const CMyString& str);
        void Print();

    private:
        char* m_pData;    
};

CMyString::CMyString(char* pData)
{
    if(pData == nullptr)
    {
        m_pData = new char[1];
        m_pData[0] = '\0';
    }
    else
    {
        int length = strlen(pData);
        m_pData = new char[length+1];
        strcpy(m_pData,pData);
        
    }
    
}
CMyString::CMyString(const CMyString &str)
{
    int length = strlen(str.m_pData);
    m_pData = new char[length + 1];
    strcpy(m_pData, str.m_pData);
}

CMyString::~CMyString()
{
    delete[] m_pData;
}                                               
/*
1、返回值的类型声明为该类型的引用，并在函数结束前返回实例自身的引用（*this）。只有返回一个引用
    才可以连续赋值，如果函数的返回值是 void，则应用该赋值预算符将不能进行连续赋值。
2、传入的参数的类型声明为常量引用，如果传入的参数不是引用而是实例，那么形参到实参会调用一次复制构造函数，
    把参数声明为引用可以避免这样的无谓消耗，提高代码的效率。同时，我们在赋值运算符函数内不会改变传入的实例的状态    
    因此应该为传入的引用参数加上 const 关键字
3、是否释放实例自身已有的内存，如果我们忘记再分配新内存之前释放自身已有的内存，则程序将出现内存泄漏。
4、判断传入的参数和当前的实例（*this）是不是同一个实例。如果是同一个则不进行赋值操作直接返回。如果事先
    没有进行判断就进行赋值，在释放实例自身的内存时就会导致严重的问题，当*this 和传入的参数是同一个实例时，
    一旦释放了自身的内存，传入参数的内存也同时被释放了，因此再也找不到需要赋值的内容了。    



*/

CMyString& CMyString::operator = (const CMyString& str)
{
    if(this == &str)
        return *this;

    delete []m_pData;
    m_pData = nullptr;

    m_pData = new char[strlen(str.m_pData) + 1];
    strcpy(m_pData, str.m_pData);

    return *this;
}
/*
// another way to do this, use intermediate instance。

CMyString& CMyString::operator = (const CMyString& str)
{
    if(this != &str)
    {
        CMyString strTemp(str);
        char* pTemp = strTemp.m_pData;
        strTemp.m_pData = m_pData;
        m_pData = pTemp;
    }

    return *this;
}
*/
void CMyString::Print()
{
    printf("%s", m_pData);
}

void Test1()
{
    printf("Test1 begins:\n");

    char* text = "Hello world";

    CMyString str1(text);
    CMyString str2;
    str2 = str1;

    printf("The expected result is: %s.\n", text);

    printf("The actual result is: ");
    str2.Print();
    printf(".\n");
}

void Test2()
{
    printf("Test2 begins:\n");

    char* text = "Hello world";

    CMyString str1(text);
    str1 = str1;

    printf("The expected result is: %s.\n", text);

    printf("The actual result is: ");
    str1.Print();
    printf(".\n");
}

void Test3()
{
    printf("Test3 begins:\n");

    char* text = "Hello world";

    CMyString str1(text);
    CMyString str2, str3;
    str3 = str2 = str1;

    printf("The expected result is: %s.\n", text);

    printf("The actual result is: ");
    str2.Print();
    printf(".\n");

    printf("The expected result is: %s.\n", text);

    printf("The actual result is: ");
    str3.Print();
    printf(".\n");
}
int main(int argc, char* argv[])
{
    Test1();
    Test2();
    Test3();

    return 0;
}

其中，在注释部分的赋值运算符函数是最理想的实现方式，它考虑到了内存不足导致 new char 抛出异常的情况，符合异常安全性原则。如果是在分配内存前用 delete 释放了实例 m_pData的内存，若内存不足导致 new char 抛出异常，则 m_pData将是一个空指针，这会导致程序崩溃。也就是说，一旦在赋值运算法函数内部抛出一个异常，CMyString的实例不再保持有效的状态，这就违背了异常安全性原则。

要想在赋值运算符函数中实现异常安全性，有两种方法。

（1）先用new分配新内存，然后再用delete释放已有的内容，这样只在分配内容成功之后再释放原来
    的内容，也就是当分配内存失败时我们能确保CMyString的实例不会被修改


（2）代码中注释起来的部分。可以先创建一个临时实例，再交换临时实例和原来的实例。