剑指offer笔记面试题1----赋值运算符函数

题目：如下为类型cmystring的声明，请为该类型添加赋值运算符函数。

class cmystring{
public:
    cmystring(char* pdata = nullptr);
    cmystring(const cmystring& str);
    ~cmystring(void);
private:
    char* m_pdata;
}; 

注意点：

• 是否把返回值的类型声明为该类型的引用，并在函数结束前返回实例自身的引用（*this）。只有返回一个引用，才可以允许连续赋值。否则，如果函数的返回值是void，则应用该赋值运算符将不能进行连续赋值。
• 是否把传入的参数类型声明为常量引用。如果传入的参数不是引用而是实例，那么从形参到实参会调用一次复制构造函数。把参数声明为引用可以避免这样的无谓消耗，能提高代码的效率。同时，我们在复制运算符函数内不会改变传入的实例状态，因此应该为传入的引用参数加上const关键字。
• 是否释放实例自身已有的内存。如果我们忘记在分配新内存之前释放自身已有的空间，则程序将出现内存泄漏。
• 判断传入的参数和当前的实例（this）是不是同一个实例。如果是同一个，则不进行复制操作，直接返回。如果事先不判断就进行赋值，那么在释放实例自身内存的时候就会导致严重的问题：当this和传入的参数是同一个实例时，一旦释放了自身的内存，传入的参数的内存也同时被释放了，因此再也找不到需要赋值的内容了。

经典的解法，适用于初级程序员

    //当我们完整的考虑了上述4个方面后，可以写出如下的代码：
    cmystring& cmystring::operator=(const cmystring& str){
        if(this == &str)
            return *this;
        delete[] m_pdata;
        m_pdata = nullptr;
        m_pdata = new char[strlen(str.m_pdata) + 1];
        strcpy(m_data, str.m_pdata);
        return *this;
    }

考虑异常安全性的解法，高级程序员必备

    /*在前面的函数中，我们分配内存之前先用delete释放了实例m_pdata的内存。如果此时内存不足导致new char抛出异常，则m_pdata将是一个指针，这样非常容易导致程序崩溃。也就是说，一旦在复制运算符函数内部抛出一个异常，cmystring的实例不在保持有效的状态，这就违背了异常安全性（exception safety）原则。要想在赋值运算符函数中实现异常安全性，我们可以先创建一个临时实例，再交换临时实例和原来的实例。下面是这种思路的参考代码：*/
    cmystring& cmystring::operator=(const cmystring& str){
        if(this != &str){
            cmystring strtemp(str);
            char* ptemp = strtemp.m_pdata;
            strtemp.m_pdata = m_pdata;
            m_pdata = ptemp;
        }
        return *this;
    }

测试用例：

• 把一个cmystring的实例赋值给另一个实例。
• 把一个cmystring的实例赋值给它自己。
• 连续赋值。

测试代码：

    void cmystring::print(){
        printf("%s", m_pdata);
    } 
    
    void test1(){
        printf("test1 begins:\n");
        char* text = "hello world";
        cmystring str1(text);
        cmystring str2;
        str2 = str1;
        printf("the expected result is: %s.\n", text);
        printf("the actual result is: ");
        str2.print();
        printf(".\n");
    }
    
    //赋值给自己
    void test2(){
        printf("test2 begins:\n");
        char* text = "hello world";
        cmystring str1(text);
        str1 = str1;
        printf("the excepted result is: %s.\n", text);
        printf("the actual result is: ");
        str1.print();
        printf(".\n");
    } 
    
    //连续赋值
    void test3(){
        printf("test3 begins:\n");
        char* text = "hello world";
        cmystring str1(text);
        cmystring str2, str3;
        str3 = str2 = str1;
        printf("the expected result is: %s.\n", text);
        printf("the actual result is: ");
        str2.print();
        printf(".\n");
        printf("the expected result is: %s.\n", text);
        printf("the actual result is: ");
        str3.print();
        printf(".\n");
    } 

本题考点：

• 考查应聘者对c++基础语法的理解，如运算符函数、常量引用等。
• 考查与应聘者对内存泄漏的理解。
• 对于高级c++程序员，面试官还将考查应聘者对代码异常安全性的理解。

实现代码：

    #include <cstring>
    #include <cstdio>
    
    class cmystring{
    public:
        cmystring(char* pdata = nullptr);
        cmystring(const cmystring& str);
        ~cmystring(void);
        
        cmystring& operator=(const cmystring& str);
        void print();
    private:
        char* m_pdata;
    };
    
    cmystring::cmystring(char* pdata){
        if(pdata == nullptr){
            m_pdata = new char[1];
            m_pdata[0] = '\0';
        }
        else{
            int length = strlen(pdata);
            m_pdata = new char[length + 1];
            strcpy(m_pdata, pdata);
        }
    }
    
    cmystring::cmystring(const cmystring& str){
        int length = strlen(str.m_pdata);
        m_pdata = new char[length + 1];
        strcpy(m_pdata, str.m_pdata);
    }
    
    cmystring::~cmystring(){
        delete[] m_pdata;
    }
    
    cmystring& cmystring::operator=(const cmystring& str){
        if(this == &str)
            return *this;
        delete[] m_pdata;
        m_pdata = nullptr;
        m_pdata = new char[strlen(str.m_pdata) + 1];
        strcpy(m_pdata, str.m_pdata);
        return *this; 
    }
    int main(){
        test1();
        test2();
        test3();
        return 0;
    }