没有学不会的C++：复制操作符怎么写

2023年4月26日 136次阅读

C++ 中的操作符重载可以让我们的代码更符合人们的阅读习惯，而 operator= 赋值操作符又是最常被重载的操作符。本篇主要谈到我们在写 operator= 时可能会遇到的复制相同对象的问题，及我们该如何解决它。

对于「复制自己」，你肯定不会写这样的代码

Dog a;
a = a;

但你可能会写这样的代码

dogs[i] = dogs[j];

而当 i 和 j 相等时，你便无意间写出了「复制自己」的代码，但到底「复制自己」会出现什么问题呢？先来看下下面这段代码：

class Collar{};
class Dog {
    Collar* pCollar;
    
    Dog& operator=(const Dog& rhs) {
        delete pCollar;
        pCollar = new Collar(*rhs.pCollar);
        return *this;
    }
};

上面这段赋值操作符的实现，首先就把指针 pCollar 给释放了，如果传入的对象就是自己，那么 pCollar = new Collar(*rhs.pCollar) 这一行中的 rhs.pCollar 就会引用一个被释放的指针，这会对程序造成灾难性的结果。

于是，为避免「复制自己」的问题，我们可以在 delete 之前加一个条件判断，如下

// ...
    Dog& operator=(const Dog& rhs) {
        if (this == &rhs) {
            return *this;
        }
        
        delete pCollar;
        pCollar = new Collar(*rhs.pCollar);
        return *this;
    }
// ...

但这还没完，这里还有一个漏洞，如果 new Collar(*rhs.pCollar) 抛出异常，则该对象的 pCollar 由于被释放了，而变成了一个”野指针“，这也会给程序带来无法预期的结果。所以更为安全的写法是这样的：

// ...
    Dog& operator=(const Dog& rhs) {
        if (this == &rhs) {
            return *this;
        }
        
        Collar* pOriginCollar = pCollar;
        pCollar = new Collar(*rhs.pCollar);
        delete pOriginCollar;
        return *this;
    }
// ...

可以看到，即便 new Collar 抛出了异常，pCollar 所指向的内容仍然不变。

此外，我们还有另外一种解决「复制自己」的方案，即面向对象中常用的委派（delegate），例如这里要复制的 Collar 对象，不是在宿主 Dog 对象中完成，而是把复制的动作委派给 Collar 的复制构造函数去完成，这样做的好处是各个类的代码各司其职，复杂度降低，更不易出错，如下：

class Collar {
    int price;
public:
	Collar &operator=(const Collar& rhs) {
    	if (this == &rhs) {
        	return *this;
    	}
    	price = rhs.price;
    	return *this;
	}
};

class Dog {
    Collar* pCollar;
    Dog& operator=(const Dog& rhs) {
        *pCollar = *rhs.pCollar; // member by member copy of Collars
        return *this;
    }
};

以上，请记住一点

在写复制操作符时，要避免复制自己。

参考：

https://www.youtube.com/watch?v=4qhz7E59QBs&index=9&list=PLE28375D4AC946CC3

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