C++ 赋值运算符'='的重载（浅拷贝、深拷贝）

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需求

有时候希望赋值运算符两边的类型可以不匹配。

比如：把一个 int 类型变量赋值给一个 Complex（复数）对象，或把一个 char* 类型的字符串赋值给一个字符串对象，此时就需要重载 = 赋值运算符 。

需要注意的是：赋值运算符 = 只能重载为成员函数。

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举个栗子

下面我们以自定义一个自己的字符串类代码的例子，讲解赋值运算符的重载函数。

MyString 字符串类所需的成员函数：

• 构造函数 / 析构函数
• 返回 char* 指针的函数
• 赋值运算符重载函数

输出结果：

Hello~
Hi~

重载 =号运算符函数后，s = "Hello~"; 语句就等价于 s.operator=("Hello~");。

需要注意的一点是：

上面的 MyString s2 = "Hello!"; 语句实际上是初始化语句，而不是赋值语句，因为是初始化语句，所以需要调用构造函数进行初始化，那么这时就需要有 char* 参数的构造函数，由于我们没有定义此构造函数，所以就会编译出错。

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浅拷贝和深拷贝

还是依据上面的例子，假设我们要实现最后一个语句的方式：

MyString s1,s2;
s1 = "this"; // 调用重载的赋值语句
s2 = "that"; // 调用重载的赋值语句
s1 = s2;     // 如何实现这个？？

s1 = s2; 语句目的希望是 s1 对象放的字符串和 s2 对象放的字符串要一样，由于 = 号两边的类似都是对象，编译器会用原生的赋值运算符函数。

但是这个原生的赋值运算符函数对于有指针成员变量的对象来说，是非常危险的！

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浅拷贝

如果用原生的赋值运算符函数去赋值有指针成员变量的对象，就会使得两个对象的指针地址也是一样的，也就是两个对象的指针成员变量指向的地址是同一个地方，这种方式就是浅拷贝。

这时当一个对象释放了指针成员变量时，那么另外一个对象的指针成员变量指向的地址就是空的了，再次使用这个对象时，程序就会奔溃了，因为该对象的指针成员函数已经是个不合法的指针了！

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深拷贝

如果对象里面有指针成员变量，则我们需要对原生的赋值运算符函数，防止出现程序出错现象的发生。

因此要在 class MyString 类里加上如下成员函数：

MyString & operator=(const MyString & s)
{
    // 释放旧字符串资源
    delete [] m_str;

    // 生成新字符串的空间大小，长度多+1的目的是存放\0
    m_str = new char[strlen(s.m_str) +1 ];

    // 拷贝新字符串的内容
    strcpy(m_str, s.m_str);

    // 返回该对象
    return *this;
}

这么做就够了吗？还有什么需要改进的地方吗？我们在考虑下面的语句：

MyString s;
s = "Hello";
s = s; // 是否会有问题？

最后一个语句是否会有问题？

s = s;等价于s.operator=(s)，由于s和s是相同的对象，那么就没必要完全执行重载的赋值 = 的函数了。

我们再加个判断，当左右两边是相同对象时，就直接返回该对象就好：

MyString & operator=(const MyString & s)
{
    // 当左右两边是相同对象时，就直接返回该对象就
    if(this == &s)
        return *this;

    delete [] m_str;
    m_str = new char[strlen(s.m_str) +1 ];
    strcpy(m_str, s.m_str);
    return *this;
}

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返回值讨论

对 opterator= 返回值讨论：

• void 好不好？
• MyString 好不好？
• 为什么是MyString &？

当我们重载一个运算符的时候，好的风格应该是尽量保留运算符原本的特性。

考虑：

• a = b = c; 这个赋值语句的顺序是先 b = c ，然后在 a = (b = c) 。如果返回的 void 类型，那么 a = (void) 显然是不成立的；
• (a = b) = c; 这个赋值语句会修改 a 的值，如果返回的类型是 MyString 对象，那么就无法修改 a 的值了。

分别等价于：

• a.operator=(b.operator=(c));
• (a.operator=(b)).operator=(c);

所以综上考虑， operator= 返回值类型是 MyString & 是比较好的。

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复制构造函数

上面的 MyString 类是否就没有问题了？

MyString s;
s = "Hello";
MyString s1(s); // 要考虑这种情况，那就要重载复制（拷贝）构造函数

如果使用默认的复制（拷贝）构造函数，那就对有指针成员变量的对象会有问题，因为会默认的复制（拷贝）构造函数会导致两个对象的指针成员变量指向同一个的空间。

所以需要对复制（拷贝）构造函数重载，并实现深拷贝的方式：

MyString (const MyString &s)
{
    m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
    strcpy(m_str, s.m_str);
}

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小结

所以最后的 MyString 字符串类所需的成员函数：

• 构造函数 / 析构函数
• 返回 char* 指针的函数
• 赋值运算符重载函数（深拷贝）
• 复制构造函数（深拷贝）