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C++11之右值引用(三):使用C++11编写string类以及“异常安全”的=运算符
前面两节,说明了右值引用和它的作用。下面通过一个string类的编写,来说明右值引用的使用。
相对于C++98,主要是多了移动构造函数和移动赋值运算符。
先给出一个简要的声明:
class String{public: String(); String(const char *s); //转化语义 String(const String &s); String(String &&s); ~String(); String &operator=(const String &s); String &operator=(String &&s); friend ostream &operator<<(ostream &os, const String &s) { return os << s.data_; }private: char *data_;};
下面依次实现每个函数。
第一个是默认构造函数:
String::String():data_(new char[1]){ *data_ = 0; cout << "default" << endl;}
然后是char*版本的构造函数:
String::String(const char *s):data_(new char[strlen(s) + 1]){ ::strcpy(data_, s); cout << "char *" << endl;}
重点来了,我们提供移动构造函数:
String::String(String &&s):data_(s.data_){ cout << "move construct" << endl; s.data_ = NULL; //防止释放data}
这里最重要的一点就是要把s的data置为NULL,因为s是个右值,马上就要析构。这样就成功实现了偷取s的内容。
析构函数:
String::~String(){ delete[] data_;}
下面我们提供赋值运算符,这里注意一点:
一是处理自我赋值,二是要返回自身引用。
String &String::operator=(const String &s){ if(this != &s) { delete[] data_; data_ = new char[strlen(s.data_) + 1]; ::strcpy(data_, s.data_); } return *this;}String &String::operator=(String &&s){ if(this != &s) { cout << "move assignment" << endl; delete[] data_; data_ = s.data_; s.data_ = NULL; } return *this;}
后面的移动构造函数,依然要把s的data置为NULL。
上面两个函数看似正确,但是没有处理发生异常的情况,如果new时发生异常,但是此时原本的data已经被delete,造成错误。
如何解决?
我们提供一个swap函数:
void String::swap(String &s){ std::swap(data_, s.data_);}
一种好的处理方案是:
String &String::operator=(const String &s){ String temp(s); swap(temp); return *this;}String &String::operator=(String &&s){ String temp(s); swap(temp); return *this;}
这样,即使生成temp时发生异常,也对自身没有影响。
注意这里没有处理自我赋值,因为自我赋值发生的情况实际比较少,而之前的代码第一行是delete,则必须处理自我赋值。
上面两个赋值运算符可以直接合为一个:
String &String::operator=(String s){ swap(s); return *this;}
事实上,我们在前面也提到过,除了构造函数之外,X &x和X &&类型的函数,可以合二为一为X x,采用传值。
这样,我们的最后一个实现,保证了异常安全。
测试代码:
int main(int argc, char const *argv[]){ String s("foo"); String s2(s); //String s3(std::move(String("bar"))); String s3(String("bar")); //编译器优化 直接使用char* cout << s3 << endl; s3 = s; s3 = String("hello"); cout << s3 << endl; s3 = std::move(s2); cout << s3 << endl; return 0;}
注意:
String s3(String("bar"));
会被编译器优化为
String s3(“bar”)
可以显式使用:
String s3(std::move(String("bar")));
完毕。
C++11之右值引用(三):使用C++11编写string类以及“异常安全”的=运算符
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