C++ 類的賦值運算子''=''過載的方法實現
什麼類需要過載賦值運算子
先來看一個普通類的直接賦值。
#include <iostream> using namespace std; class person{ int age; public: person(const int& a=10):age(a){} //建構函式 ~person(); //解構函式 void showAdd(); //列印age的地址 }; person::~person(){cout<<"析構\n";} void person::showAdd() {cout <<hex<< &age<<endl;} int main() { person a(11); person b; b = a; a.showAdd(); b.showAdd(); return 0; } /* 結果是: 0x7fffffffdc5c 0x7fffffffdc60 析構 析構 */
這是這個程式的記憶體情況,一切都執行的很正常,不需要運算子過載。
看下邊這個例子,這個類的建構函式需要申請(new)堆記憶體:
#include <iostream> using namespace std; class person{ int* age; public: person(const int& a=10); //建構函式 ~person(); //解構函式 void showAdd(); //列印age的地址 void show(); //列印age指向的值 void set(const int& a){*age=a;} }; person::person(const int& a) {age = new int(a);} person::~person(){delete age; cout<<"析構\n";} void person::showAdd() {cout << hex << age<<endl;} void person::show() {cout<<*age<<endl;} void f(person& a) { person b; b=a; a.show(); b.show(); a.showAdd(); b.showAdd(); //因為b是區域性變數,所以進入main函式之前,b會自動呼叫解構函式 } int main() { person a(11); f(a); cout<<"進入main函式\n"; a.set(9); //因為b已經釋放過age指標,set應該會出錯 a.show(); return 0; }
執行結果如下:
這是這個程式進入 f() 函式時的記憶體情況,兩個age指標指向同一塊記憶體。
這是這個程式退出 f() 函式進入main函式的情況,因為b是區域性變數,所以f()函式結束的時候,b會呼叫解構函式,釋放age指向的堆記憶體。這時候a.set()就會發生錯誤,因為記憶體已經釋放,無權修改記憶體裡的值。就算沒有set()函式,main函式結束的時候還會產生doublefree的錯誤,同一塊記憶體被釋放兩次,C++文件說明這是個未定義行為,所以不同編譯器可能處理手段不一樣,我的gcc 7.4.0 竟然沒有報錯。後來我又在網上的一些線上編譯器實驗一下,有的會報錯,有的不會。
所以結論就是:類的建構函式需要申請堆記憶體的時候,我們要進行賦值運算子的過載,下面講如何過載。
如何過載賦值運算子
#include <iostream> using namespace std; class person{ int* age; public: person(const int& a=10); //建構函式 ~person(); //解構函式 void showAdd(); //列印age的地址 void show(); //列印age指向的值 void set(const int& a){*age=a;} //設定age指向的值 void operator=(person const& e); //過載賦值運算子 }; void person::operator=(person const& e) { if(age) delete age; //如果原先age申請過堆記憶體,要先釋放 int data = *(e.age); age = new int(data); } person::person(const int& a) {age = new int(a);} person::~person(){delete age; cout<<"析構\n";} void person::showAdd() {cout << hex << age<<endl;} void person::show() {cout<<*age<<endl;} void f(person& a) { person b; b = a; //這時候b指向了一塊新的空間 a.show(); b.show(); a.showAdd(); b.showAdd(); //因為b是區域性變數,所以進入main函式之前,b會自動呼叫解構函式 } int main() { person a(11); f(a); cout<<"進入main函式\n"; a.set(9); //因為b釋放的指標和age指向不一樣,set不會出錯 return 0; }
程式執行正常,記憶體圖如下:
注意上邊我用的operator=返回值是void,這樣不能進行連續賦值,比如: person a = b = c;
,若想連續賦值,返回值要宣告為 引用
person& person::operator=(person const& e) { if(age) delete age; int data = *(e.age); age = new int(data); return *this; }
關於拷貝函式
再回看一下上邊的程式碼,我的宣告語句和賦值語句是分開的 person b; b=a;
,如果宣告時賦值 person b=a;
,那麼呼叫的函式就不是 operator=
了,而是拷貝函式
class person{ int* age; public: person(person const& e); //這就是拷貝函式 }
需要注意的是:上邊說的operator返回值有兩種情況:void和引用,其實還有第三種,既然能返回引用那就還能返回值:
person person::operator=(person const& e) { if(age) delete age; int data = *(e.age); age = new int(data); return *this; }
函式返回值的時候會臨時構造一個 person
變數,這個變數的 age
的指向和呼叫 operator=
的物件的 age
指向一樣,也就是:
當 operator=
呼叫完之後,臨時變數會呼叫解構函式,從而導致和上邊一樣的錯誤,doublefree。所以 operator=
的返回值最好是引用!
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