C++ 重载赋值运算符

ゝ一纸荒年。 2023-07-17 02:46 18阅读 0赞

**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。

我们以 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。

分析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。

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：