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C++类和对象系列文章,可点击下方链接阅读:
【C++指南】类和对象(一):类和对象的定义和使用 基础讲解_c++ 类对象的使用-CSDN博客
【C++指南】类和对象(二):类的默认成员函数------全面剖析 :构造函数-CSDN博客
【C++指南】类和对象(三):类的默认成员函数------全面剖析: 析构函数-CSDN博客
引言
在C++中,类可以定义自己的赋值运算符(
=
)来控制对象之间的赋值操作。这被称为赋值运算符的重载。通过重载赋值运算符,我们可以实现更复杂或特定的赋值逻辑,比如深拷贝、资源管理等。赋值运算符重载是⼀个默认成员函数,用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值。
这⾥要注意跟拷贝构造区分,拷贝构造用于⼀个对象拷贝初始化给另⼀个要创建的对象。
运算符重载没搞懂?没关系,贴心的我已经为你准备好了配套文章
点击下方链接阅读:
🍃概念
赋值运算符重载函数是一种特殊的成员函数,它允许我们定义对象赋值时发生的操作。默认情况下,编译器会为类提供一个默认的赋值运算符,但它只进行浅拷贝(shallow copy)。在某些情况下,我们需要实现自己的赋值运算符重载函数以确保正确的行为。
🍃语法
赋值运算符重载函数的声明和定义如下:
cpp
ClassName& operator=(const ClassName& other);
这个函数返回对调用对象的引用,并接受一个同类型对象的常量引用作为参数。
🍃作用
赋值运算符重载函数的主要作用是:
- 深度拷贝:确保在赋值过程中,对象的所有动态分配的资源都被正确复制。
- 资源管理:防止内存泄漏、资源重复释放等问题。
- 自定义行为:允许在赋值时执行额外的逻辑,如更新日志、检查自赋值等。
🍃特点(重要)
- 返回引用 :函数返回调用对象的引用,以便支持连续赋值。(这一点也是为了与运算符的原用法相符。返回值建议写成当前类类型引⽤,引⽤返回可以提⾼效率,有返回值⽬的是为了⽀持连续赋 值场景)
- 参数类型:参数为常量引用,以避免不必要的拷贝和修改。
- 自赋值检测 :需要处理
self-assignment
(自赋值)的情况,以避免重复释放资源或导致未定义行为。 - 成员函数:规定必须重载为成员函数
🍃规则
- 返回类型:返回当前对象的引用。
- 参数类型:参数应为常量引用,以避免拷贝和修改。
- 异常安全性:确保在异常发生时,对象处于有效状态。
- 自赋值检测:通过比较对象地址来检测自赋值。
🍃默认赋值运算符重载函数的行为
- 编译器生成的默认赋值运算符,对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(⼀个字节⼀个字节的拷贝),对于包含指针成员的类,这可能导致资源泄露或重复释放的问题。
- 对⾃定义类型 成员变量会调⽤他的拷贝构造。
浅拷贝/深拷贝没搞懂?
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🍃需要自己实现的情况
- 包含动态分配资源的类:如指针、动态数组、智能指针等。
- 需要自定义赋值逻辑:如记录赋值操作、更新日志等。
这⾥还有⼀个小技巧:
一般情况下,⼀个类如果显式实现 了析构并释放资源,那么他就需要显式写赋值运算符重载,否则就不需要
🍃如何自己实现
下面是一个简单的示例,演示如何为包含动态分配数组的类实现赋值运算符重载函数:
cpp
#include <iostream>
#include <cstring> // For std::strcpy
class MyClass {
private:
char* data;
size_t size;
public:
//构造
MyClass(const char* str = "") {
size = std::strlen(str) + 1; // +1 for null terminator
data = new char[size];
std::strcpy(data, str);
}
// 拷贝构造
MyClass(const MyClass& other) {
size = other.size;
data = new char[size];
std::strcpy(data, other.data);
}
// 赋值运算符重载
MyClass& operator=(const MyClass& other) {
//自赋值检测
if (this == &other) {
return *this;
}
//释放现有资源
delete[] data;
// 分配新资源并复制数据
size = other.size;
data = new char[size];
std::strcpy(data, other.data);
return *this;
}
//析构
~MyClass() {
delete[] data;
}
// 打印数据
void display() const {
std::cout << data << std::endl;
}
};
int main() {
MyClass obj1("Hello");
MyClass obj2("World");
obj1.display(); // Output: Hello
obj2.display(); // Output: World
obj1 = obj2;
obj1.display(); // Output: World
return 0;
}
示例代码解析
- 构造函数:分配内存并复制字符串。
- 拷贝构造函数:实现深拷贝,避免浅拷贝导致的资源问题。
- 赋值运算符重载 :
- 自赋值检测:通过比较地址来避免自赋值。
- 释放现有资源:避免内存泄漏。
- 分配新资源并复制数据:确保对象状态正确。
- 析构函数:释放分配的内存,防止内存泄漏。
结语
通过重载赋值运算符,我们可以更好地控制对象间的赋值过程,尤其是在涉及资源管理或需要特殊处理的情况下。理解并正确实现赋值运算符对于编写健壮、高效的C++代码至关重要。