01 賦值運算符重載的需求 有時候希望賦值運算符兩邊的類型可以不匹配,比如:把一個 int 類型變數賦值給一個Complex(複數)對象,或把一個 char 類型的字元串賦值給一個字元串對象,此時就需要重載賦值運算符‘=’。 需要註意的是:賦值運算符 只能重載為成員函數。 02 賦值運算符重載的例子 ...
01 賦值運算符重載的需求
有時候希望賦值運算符兩邊的類型可以不匹配,比如:把一個 int 類型變數賦值給一個Complex(複數)對象,或把一個 char* 類型的字元串賦值給一個字元串對象,此時就需要重載賦值運算符‘=’。
需要註意的是:賦值運算符 =
只能重載為成員函數。
02 賦值運算符重載的例子
下麵我們以自定義一個自己的字元串類代碼的例子,講解賦值運算符的重載函數。
class MyString // 字元串類
{
public:
// 構造函數,預設初始化1個位元組的字元
MyString ():m_str(new char[1])
{
m_str[0] = 0;
}
// 析構函數,釋放資源
~MyString()
{
delete [] m_str;
}
const char* c_str()
{
return m_str;
}
// 賦值運算符重載函數
// 重載=號使得 obj = "Hello" 能夠成立
MyString & operator= (const char *s)
{
// 釋放舊字元串資源
delete [] m_str;
// 生成新字元串的空間大小,長度多+1的目的是存放\0
m_str = new char[strlen(s) +1 ];
// 拷貝新字元串的內容
strcpy(m_str, s);
// 返回該對象
return *this;
}
private:
char * m_str; // 字元串指針
};
int main() {
MyString s;
s = "Hello~"; // 等價於s.operator=("Hello~");
std::cout << s.c_str() << std::endl;
// MyString s2 = "Hello!"; // 這條語句要是不註釋就會編譯報錯
s = "Hi~"; // 等價於s.operator=("Hi~");
std::cout << s.c_str() << std::endl;
return 0;
}
輸出結果:
Hello~
Hi~
重載=號運算符函數後,s = "Hello~";
語句就等價於 s.operator=("Hello~");
。
需要註意的一點是:上面的MyString s2 = "Hello!";
語句實際上是初始化語句,而不是賦值語句,因為是初始化語句,所以需要調用構造函數進行初始化,那麼這時就需要有char*
參數的構造函數,由於我們沒有定義此構造函數,所以就會編譯出錯。
03 淺拷貝和深拷貝
還是依據上面的例子,假設我們要實現最後一個語句的方式:
MyString s1,s2;
s1 = "this"; // 調用重載的賦值語句
s2 = "that"; // 調用重載的賦值語句
s1 = s2; // 如何實現這個??
s1 = s2;
語句目的希望是s1
對象放的字元串和s2
對象放的字元串象要一樣,由於 =
號兩邊的類似都是對象,編譯器會用原生的賦值運算符函數,但是這個原生的賦值運算符函數對於有指針成員變數的對象來說,是非常危險的!
淺拷貝
如果用原生的賦值運算符函數去賦值有指針成員變數的對象,就會使得兩個對象的指針地址也是一樣的,也就是兩個對象的指針成員變數指向的地址是同一個地方,這種方式就是淺拷貝。
這時當一個對象釋放了指針成員變數時,那麼另外一個對象的指針成員變數指向的地址就是空的了,再次使用這個對象時,程式就會奔潰了,因為該對象的指針成員函數已經是個不合法的指針了!
深拷貝
如果對象裡面有指針成員變數,則我們需要對原生的賦值運算符函數,防止出現程式出錯現象的發生。
因此要在 class MyString
類裡加上如下成員函數:
MyString & operator=(const MyString & s)
{
// 釋放舊字元串資源
delete [] m_str;
// 生成新字元串的空間大小,長度多+1的目的是存放\0
m_str = new char[strlen(s.m_str) +1 ];
// 拷貝新字元串的內容
strcpy(m_str, s.m_str);
// 返回該對象
return *this;
}
這麼做就夠了嗎?還有什麼需要改進的地方嗎?
我們在考慮下麵的語句:
MyString s;
s = "Hello";
s = s; // 是否會有問題?
最後一個語句是否會有問題?
s = s;
等價於s.operator=(s)
,由於s和s是相同的對象,那麼就沒必要完全執行重載的賦值 =
的函數了,我們再加個判斷,當左右兩邊是相同對象時,就直接返回該對象就好:
MyString & operator=(const MyString & s)
{
// 當左右兩邊是相同對象時,就直接返回該對象就
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;
}
對operator=返回值類型的討論
- void 好不好?
- MyString 好不好?
- 為什麼是MyString &?
當我們重載一個運算符的時候,好的風格應該是儘量保留運算符原本的特性
考慮:
a = b = c;
這個賦值語句的順序是先b = c
,然後在a = (b = c)
。如果返回的void
類型,那麼a = (void)
顯然是不成立的;(a = b) = c;
這個賦值語句會修改a
的值,如果返回的類型是MyString
對象,那麼就無法修改a
的值了。
分別等價於:
a.operator=(b.operator=(c));
(a.operator=(b)).operator=(c);
所以綜上考慮,operator=返回值類型是MyString &
是比較好的。
04 複製(拷貝)構造函數
上面的MyString
類是否就沒有問題了?
MyString s;
s = "Hello";
MyString s1(s); // 要考慮這種情況,那就要重載複製(拷貝)構造函數
如果使用預設的複製(拷貝)構造函數,那就對有指針成員變數的對象會有問題,因為會預設的複製(拷貝)構造函數會導致兩個對象的指針成員變數指向同一個的空間。
所以需要對複製(拷貝)構造函數重載,並實現深拷貝的方式:
MyString (const MyString &s)
{
m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
strcpy(m_str, s.m_str);
}
05 小結
最後的所有代碼,如下:
class MyString // 字元串類
{
public:
// 構造函數,預設初始化1個位元組的字元
MyString ():m_str(new char[1])
{
m_str[0] = 0;
}
// 複製(拷貝)構造函數
MyString (const MyString &s)
{
m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
strcpy(m_str, s.m_str);
}
// 析構函數,釋放資源
~MyString()
{
delete [] m_str;
}
const char* c_str()
{
return m_str;
}
// 賦值運算符重載函數
// 重載=號使得 obj = "Hello" 能夠成立
MyString & operator= (const char *s)
{
// 釋放舊字元串資源
delete [] m_str;
// 生成新字元串的空間大小,長度多+1的目的是存放\0
m_str = new char[strlen(s) +1 ];
// 拷貝新字元串的內容
strcpy(m_str, s);
// 返回該對象
return *this;
}
// 賦值運算符重載函數
// 重載=號使得 obj1 = obj2 能夠成立
MyString & operator=(const MyString & s)
{
// 當左右兩邊是相同對象時,就直接返回該對象就
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; // 字元串指針
};
int main()
{
MyString s1,s2;
s1 = "Hello~"; // 等價於s1.operator=("Hello~");
std::cout << s1.c_str() << std::endl;
s2 = "Hi~"; // 等價於s2.operator=("Hi~");
std::cout << s2.c_str() << std::endl;
s1 = s2; // 等價於s1.operator=(s2);
std::cout << s1.c_str() << std::endl;
MyString s3(s1); // 複製構造函數
std::cout << s3.c_str() << std::endl;
return 0;
}
輸出如下:
Hello~
Hi~
Hi~
Hi~