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C++重载赋值运算符

时间:01-05来源:作者:点击数:341

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:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
0, 1, 2, 3, 4
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

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:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
0, 1, 2, 3, 4
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
0, 1, 2, 234, 4, 5, 6, 920, 8, 9
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:

arr4 = arr3 = arr2 = arr1;

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:

arr1 = arr1;
arr2 = arr2;

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:

Array & operator=(const Array &arr, int a = 100);
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