在《C++拷贝构造函数的调用时机》一节中,我们讲解了初始化和赋值的区别:在定义的同时进行赋值叫做初始化(Initialization),定义完成以后再赋值(不管在定义的时候有没有赋值)就叫做赋值(Assignment)。初始化只能有一次,赋值可以有多次。
当以拷贝的方式初始化一个对象时,会调用拷贝构造函数;当给一个对象赋值时,会调用重载过的赋值运算符。
即使我们没有显式的重载赋值运算符,编译器也会以默认地方式重载它。默认重载的赋值运算符功能很简单,就是将原有对象的所有成员变量一一赋值给新对象,这和默认拷贝构造函数的功能类似。
对于简单的类,默认的赋值运算符一般就够用了,我们也没有必要再显式地重载它。但是当类持有其它资源时,例如动态分配的内存、打开的文件、指向其他数据的指针、网络连接等,默认的赋值运算符就不能处理了,我们必须显式地重载它,这样才能将原有对象的所有数据都赋值给新对象。
仍然以上节的 Array 类为例,该类拥有一个指针成员,指向动态分配的内存。为了让 Array 类的对象之间能够正确地赋值,我们必须重载赋值运算符。请看下面的代码:
- #include <iostream>
- #include <cstdlib>
- using namespace std;
- //变长数组类
- class Array{
- public:
- Array(int len);
- Array(const Array &arr); //拷贝构造函数
- ~Array();
- public:
- int operator[](int i) const { return m_p[i]; } //获取元素(读取)
- int &operator[](int i){ return m_p[i]; } //获取元素(写入)
- Array & operator=(const Array &arr); //重载赋值运算符
- int length() const { return m_len; }
- private:
- int m_len;
- int *m_p;
- };
- Array::Array(int len): m_len(len){
- m_p = (int*)calloc( len, sizeof(int) );
- }
- Array::Array(const Array &arr){ //拷贝构造函数
- this->m_len = arr.m_len;
- this->m_p = (int*)calloc( this->m_len, sizeof(int) );
- memcpy( this->m_p, arr.m_p, m_len * sizeof(int) );
- }
- Array::~Array(){ free(m_p); }
- Array &Array::operator=(const Array &arr){ //重载赋值运算符
- if( this != &arr){ //判断是否是给自己赋值
- this->m_len = arr.m_len;
- free(this->m_p); //释放原来的内存
- this->m_p = (int*)calloc( this->m_len, sizeof(int) );
- memcpy( this->m_p, arr.m_p, m_len * sizeof(int) );
- }
- return *this;
- }
- //打印数组元素
- void printArray(const Array &arr){
- int len = arr.length();
- for(int i=0; i<len; i++){
- if(i == len-1){
- cout<<arr[i]<<endl;
- }else{
- cout<<arr[i]<<", ";
- }
- }
- }
- int main(){
- Array arr1(10);
- for(int i=0; i<10; i++){
- arr1[i] = i;
- }
- printArray(arr1);
-
- Array arr2(5);
- for(int i=0; i<5; i++){
- arr2[i] = i;
- }
- printArray(arr2);
- arr2 = arr1; //调用operator=()
- printArray(arr2);
- arr2[3] = 234; //修改arr1的数据不会影响arr2
- arr2[7] = 920;
- printArray(arr1);
-
- return 0;
- }
运行结果:
将 arr1 赋值给 arr2 后,修改 arr2 的数据不会影响 arr1。如果把 operator=() 注释掉,那么运行结果将变为:
去掉operator=()后,由于 m_p 指向的堆内存会被 free() 两次,所以还会导致内存错误。
下面我们就来分析一下重载过的赋值运算符。
1) operator=() 的返回值类型为Array &,这样不但能够避免在返回数据时调用拷贝构造函数,还能够达到连续赋值的目的。下面的语句就是连续赋值:
2) if( this != &arr)语句的作用是「判断是否是给同一个对象赋值」:如果是,那就什么也不做;如果不是,那就将原有对象的所有成员变量一一赋值给新对象,并为新对象重新分配内存。下面的语句就是给同一个对象赋值:
3) return *this表示返回当前对象(新对象)。
4) operator=() 的形参类型为const Array &,这样不但能够避免在传参时调用拷贝构造函数,还能够同时接收 const 类型和非 const 类型的实参,这一点已经在《C++拷贝构造函数》中进行了详细讲解。
5) 赋值运算符重载函数除了能有对象引用这样的参数之外,也能有其它参数。但是其它参数必须给出默认值,例如: