C++ 赋值运算符'='的重载（浅拷贝、深拷贝）
01 赋值运算符重载的需求
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。
02 赋值运算符重载的例子
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。
class mystring // 字符串类
{
public:
// 构造函数，默认初始化1个字节的字符
mystring ():m_str(new char[1])
{
m_str[0] = 0;
}
// 析构函数，释放资源
~mystring()
{
delete [] m_str;
}
const char* c_str()
{
return m_str;
}
// 赋值运算符重载函数
// 重载=号使得 obj = "hello" 能够成立
mystring & operator= (const char *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) +1 ];
// 拷贝新字符串的内容
strcpy(m_str, s);
// 返回该对象
return *this;
}
private:
char * m_str; // 字符串指针
};
int main() {
mystring s;
s = "hello~"; // 等价于s.operator=("hello~");
std::cout << s.c_str() << std::endl;
// mystring s2 = "hello!"; // 这条语句要是不注释就会编译报错
s = "hi~"; // 等价于s.operator=("hi~");
std::cout << s.c_str() << std::endl;
return 0;
}
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。
03 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对象放的字符串象要一样，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！
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！
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;
}
对operator=返回值类型的讨论
- 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。
04 复制（拷贝）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);
}
05 小结
最后的所有代码，如下：
class mystring // 字符串类
{
public:
// 构造函数，默认初始化1个字节的字符
mystring ():m_str(new char[1])
{
m_str[0] = 0;
}
// 复制（拷贝）构造函数
mystring (const mystring &s)
{
m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
strcpy(m_str, s.m_str);
}
// 析构函数，释放资源
~mystring()
{
delete [] m_str;
}
const char* c_str()
{
return m_str;
}
// 赋值运算符重载函数
// 重载=号使得 obj = "hello" 能够成立
mystring & operator= (const char *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) +1 ];
// 拷贝新字符串的内容
strcpy(m_str, s);
// 返回该对象
return *this;
}
// 赋值运算符重载函数
// 重载=号使得 obj1 = obj2 能够成立
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;
}
private:
char * m_str; // 字符串指针
};
int main()
{
mystring s1,s2;
s1 = "hello~"; // 等价于s1.operator=("hello~");
std::cout << s1.c_str() << std::endl;
s2 = "hi~"; // 等价于s2.operator=("hi~");
std::cout << s2.c_str() << std::endl;
s1 = s2; // 等价于s1.operator=(s2);
std::cout << s1.c_str() << std::endl;
mystring s3(s1); // 复制构造函数
std::cout << s3.c_str() << std::endl;
return 0;
}
输出如下：
hello~ hi~ hi~ hi~