本文主要介绍C++中的赋值运算符重载函数(operator=)的相关知识。
1. 概述
1.1 why
首先介绍为什么要对赋值运算符“=”进行重载。某些情况下,当我们编写一个类的时候,,并不需要为该类重载“=”运算符,因为编译系统为每个类提供了默认的赋值运算符“=”,使用这个默认的赋值运算符操作类对象时,该运算符会把这个类的所有数据成员都进行一次赋值操作。例如有如下类:
class A { public: int a; int b; int c; };
那么对这个类的对象进行赋值时,使用默认的赋值运算符是没有问题的。示例代码(operator_test4.cpp)如下:
#include <iostream> using namespace std; class ClassA { public: int a; int b; int c; }; int main() { ClassA obj1; obj1.a = 1; obj1.b = 2; obj1.c = 3; ClassA obj2; obj2 = obj1; cout << "obj2.a is: " << obj2.a << endl; return 0; }
编译并执行上述代码,结果如下:
从上述结果能够知道:通过使用系统默认的赋值运算符“=”,可以让对象obj2中的所有数据成员的值与对象obj1相同。这种情况下,编译系统提供的默认赋值运算符可以正常使用。
但是,在下面的示例中,使用编译系统默认提供的赋值运算符,就会出现问题了。示例代码(operator_test5.cpp)如下:
#include <iostream> #include <string.h> using namespace std; class ClassA { public: ClassA() { } ClassA(const char* pszInputStr) { pszTestStr = new char[strlen(pszInputStr) + 1]; strncpy(pszTestStr, pszInputStr, strlen(pszInputStr) + 1); } virtual ~ClassA() { delete pszTestStr; } public: char* pszTestStr; }; int main() { ClassA obj1("liitdar"); ClassA obj2; obj2 = obj1; cout << "obj2.pszTestStr is: " << obj2.pszTestStr << endl; cout << "addr(obj1.pszTestStr) is: " << &obj1.pszTestStr << endl; cout << "addr(obj2.pszTestStr) is: " << &obj2.pszTestStr << endl; return 0; }
编译并运行上述代码,结果如下:
上述错误信息说明:当obj1和obj2进行析构的时候,由于重复释放了一块内存,导致程序崩溃报错。在这种情况下,就需要我们重载赋值运算符“=”了。
2. 示例代码
2.1 示例代码1
我们修改一下前面出错的代码示例,现编写一个包含赋值运算符重载函数的类,代码(operator_test5.cpp)如下:
#include <iostream> #include <string.h> using namespace std; class ClassA { public: ClassA() { } ClassA(const char* pszInputStr) { pszTestStr = new char[strlen(pszInputStr) + 1]; strncpy(pszTestStr, pszInputStr, strlen(pszInputStr) + 1); } virtual ~ClassA() { delete pszTestStr; } // 赋值运算符重载函数 ClassA& operator=(const ClassA& cls) { // 避免自赋值 if (this != &cls) { // 避免内存泄露 if (pszTestStr != NULL) { delete pszTestStr; pszTestStr = NULL; } pszTestStr = new char[strlen(cls.pszTestStr) + 1]; strncpy(pszTestStr, cls.pszTestStr, strlen(cls.pszTestStr) + 1); } return *this; } public: char* pszTestStr; }; int main() { ClassA obj1("liitdar"); ClassA obj2; obj2 = obj1; cout << "obj2.pszTestStr is: " << obj2.pszTestStr << endl; cout << "addr(obj1.pszTestStr) is: " << &obj1.pszTestStr << endl; cout << "addr(obj2.pszTestStr) is: " << &obj2.pszTestStr << endl; return 0; }
编译并运行上述代码,结果如下:
通过上述结果能够看到,我们利用赋值运算符重载函数,解决了对象赋值的情况下,析构函数中过程中多次释放同一块内存的问题。
对于上述代码,有以下几点需要说明:
- 当为一个类的对象赋值(可以用本类对象为其赋值,也可以用其它类型的值为其赋值)时,该对象(如本例的obj2)会调用该类的赋值运算符重载函数,进行具体的赋值操作。如上述代码中的“obj2 = obj1;”语句,用obj1为obj2赋值,则会由obj2调用ClassA类的赋值运算符重载函数。
- 语句“ClassA obj2;
obj2 = obj1;“
和语句“ClassA obj2 = obj1;”在调用函数上是有区别的:前者第一句是对象obj2的声明及定义,调用类ClassA的无参构造函数,所以“obj2 = obj1;”一句是在对象obj2已经存在的情况下,用obj1来为obj2赋值,调用的是赋值运算符重载函数;而后者,是用obj1来初始化obj2,调用的是拷贝构造函数。关于拷贝构造函数的语句样式为“ClassA(const ClassA& cls)”,关于拷贝构造函数的内容,此处不进行详述。 - 当程序没有显式地提供一个以“本类或本类的引用”为参数的赋值运算符重载函数时,编译器会自动生成一个默认的赋值运算符重载函数。
2.2 示例代码2
示例代码(operator_test6.cpp)如下:
#include<iostream> #include<string> using namespace std; class Data { private: int data; public: // 构造函数 Data() { }; // 构造函数 Data(int _data):data(_data) { cout << "This is constructor" << endl; } // 赋值运算符重载函数 Data& operator=(const int _data) { cout << "This is operator=(int _data)" << endl; data = _data; return *this; } }; int main() { // 调用构造函数 Data data1(1); Data data2, data3; // 调用赋值运算符重载函数 data2 = 1; // 调用默认的赋值运算符重载函数 data3 = data2; return 0; }
编译并执行上述代码,结果如下:
上述结果说明:“data2 = 1;”语句调用了我们提供的以int型参数(而非本类或本类的引用)为形参的赋值运算符重载函数,而“data3 = data2;”的成功执行,说明该语句调用了编译器提供的默认的赋值运算符重载函数。
如果将上述代码中赋值运算符重载函数去掉,重新编译执行,结果如下:
上述结果说明,当用一个非类A的值(如上面的int类型值)为类A的对象赋值时:
- 如果检测到构造函数和赋值运算符重载函数同时存在,则会调用赋值运算符重载函数;
- 如果检测到的构造函数,就会调用这个构造函数。
3. 总结
综合上述示例内容,我们可以知道针对以下情况,需要显式地提供赋值运算符重载函数(即自定义赋值运算符重载函数):
- 用非类A类型的值为类A的对象赋值时(当然,这种情况下我们可以不提供相应的赋值运算符重载函数,而只提供相应的构造函数,如更改后的示例代码2)。
- 当用类A类型的值为类A的对象赋值,且类A的数据成员中含有指针的情况下,必须显式提供赋值运算符重载函数(如示例代码1)。