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Effective C++_笔记_条款11_在operator=中处理“自我赋值”

2024-07-10 01:38:47   220人阅读

（整理自Effctive C++，转载请注明。整理者：华科小涛@http://www.cnblogs.com/hust-ghtao/） 

 

    为什么会出现自我赋值呢？不明显的自我赋值，是“别名”带来的结果：所谓“别名”就是“有一个以上的方法指涉对象”。一般而言如果某段代码操作pointers或references而它们被用来“指向多个相同类型的对象”，就需要考虑这些对象是否为同一个。实际上两个对象来自同一个继承体系，它们甚至不需要声明为相同类型就可能造成“别名”。因为一个base class的reference或pointer可以指向一个derived class对象。如果你尝试自行管理资源，可能会掉进“在停止使用资源之前意外释放了它”的陷阱。假设你建立一个class用来保存一个指针指向一块动态分配的位图（bitmap）:

 

   1: class Bitmap{...};
   2: class Widget{
   3:     ...
   4:     private:
   5:         Bitmap* pb ;
   6: };

 

    下面是operator=的实现代码：

 

   1: Widget&
   2: Widget::operator=(const Widget& rhs)
   3: {
   4:     delete pb ;                  //停止使用当前的bitmap
   5:     pb = new Bitmap (*rhs.pb) ;  //使用rhs的bitmap的副本
   6:     return *this ;                //返回当前对象的引用
   7: }

 

    这份代码表面上合理，但自我赋值时并不安全。operator=函数内的*this(赋值的目的端)和rhs有可能是同一个对象。果真如此delete就不只销毁当前对象的bitmap，它也销毁rhs的bitmap。在函数的末尾，Widget—它原本不该被自我赋值动作改变的—发现自己持有一个指针指向一个已被删除的对象。

    欲阻止这种错误，可以在operator=最前面增加一个“正同测试”(identity test)达到“自我赋值”的检验目的：

 

   1: Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
   2: {
   3:     if(this==&rhs) return *this ;      //正同测试：如果是自我赋值，直接返回当前对象
   4:     
   5:     delete pb ;
   6:     pb = new Bitmap( *rhs.pb );
   7:     return *this ;
   8: }

 

    这个版本具备“自我赋值安全性”，但是仍然存在异常方面的麻烦。更明确地说，如果“new Bitmap”导致异常，Widget最终会持有一个指针指向一块被删除的Bitmap。

    令人高兴的是，让operator=具备“异常安全性”往往自动获得“自我赋值安全性”的回报。许多时候一群精心安排的语句就可以导出异常安全的代码。例如以下代码，我们只需注意在赋值pb之前别删除pb：

 

   1: Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
   2: {
   3:     Bitmap* pOrig = pb ;              //记住原先的pb
   4:     pb = new Bitmap( *rhs.pb ) ;      //令pb指向*pb的一个复件
   5:     delete pOrig ;                    //删除原来的pb
   6:     return *this ; 
   7: }

 

现在，如果“new Bitmap”抛出异常，pb保持原状。

    在operator=函数内手工排列语句的一个替代方案是，使用所谓的copy和swap技术：

 

   1: class Widget{
   2: ...
   3: void swap(Widget& rhs);       //交换*this和rhs的数据
   4: ...
   5: };
   6: Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
   7: {
   8:     Widget temp(rhs);  //为rhs的数据制作一个副本
   9:     swap(temp);        //将*this数据和上述复件的数据交换
  10:     return *this;
  11: }

 

    请注意：

（1）确保当对象自我赋值时operator=有良好行为。其技术包括比较“来源对象”和“目标对象”的地址、精心周到的语句顺序、以及copy-and-swap。

（2）确定任何函数如果操作一个以上的对象，而其中多个对象是同一个对象时，其行为仍然正确。


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