剑指Offer 面试题（一）赋值运算符函数

养浩然之气，做博学之人

class CMyString   
{  
public:  
    CMyString(char* pData = NULL);  
    CMyString(const CMyString& str);  
    ~CMyString(void);  
private:  
    char* m_pData;  
};

题目：如上为类型CMyString的声明，请为该类型添加赋值运算符函数。

1. 是否把返回值的类型声明为类的引用，并在函数结束前返回实例自身的引用（即*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，那么这个赋值运算符不能连续赋值，假设有3个CMyString对象：str1, str2, str3, 在程序语句中str1 = str2 =str3将不能通过编译。

2. 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拷贝构造函数。把参数声明为引用可以避免这样无谓的消耗，提高代码的效率。同时，在赋值运算符内不会改变传入的实例的状态，因此应该为传入的引用参数加上const关键字。

3. 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，程序将出现内存泄露。

4. 是否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，就不进行赋值操作，直接返回。如果实现不判断就赋值，那么在释放实例自身的内存时会导致严重的问题：当*this和传入的参数是同一个实例时，一旦释放了实例自身的内存，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。

经典解法（初级程序员）：

CMyString& CMyString::operator =(const CMyString &str)
{
    if(this==&str)
        return *this;
    delete []m_pData;
    m_pData=NULL;
    m_pData=new char[strlen(str.m_pData）+1];
    strcpy(m_pData,str.m_pData);
    return *this;
}

考虑异常安全性的解法（高级程序员必备）：

在上面的函数中，我们在分配内存之前先用delete释放了实例m_data的内存。如果此时内存不足导致new  char抛出异常，m_data将会是一个空指针，这样非常容易导致程序崩溃。也就是说，一旦在赋值运算符函数内部跑出一个异常，CMyString的实例就不再保有有效状态，这违背了异常安全性原则。

要想在赋值运算符内部实现异常安全性，有两种方法：一个简单的办法时先用new分配新的内容，再用delete释放已有的内容。这样只在分配内容成功之后才释放原来的内容，也就是当分配内存失败时我们能确保CMyString的实例不会被修改；还有个更好的办法是，先创建一个临时实例，再交换临时实例和原来的实例。在这个函数中，我们先创建了一个临时实例strTemp，接着把strTemp.m_data和实例自身的m_data互换。由于strTemp是一个局部变量，当程序运行到if的外面时也就出了该变量的作用域，就会自动调用strTemp的析构函数，把strTemp.m_data所指向的内存释放掉。由于strTemp.m_data指向的内存就是实例之前m_data的内存，这就相当于自动调用析构函数释放实例的内存。在新的代码中，我们在CMyString的构造函数里用new分配内存，如果由于内存不足抛出了异常，我们还没有修改原来实例的状态，因此实例的状态还是有效的，也就保证了异常安全性。

CMyString& CMyString::operator = (const CMyString &str) {  
    if (this ！= &str) {  
        CMyString strTemp(str);  
        char* pTemp = strTemp.m_data;  
        strTemp.m_data = m_data;  
        m_data = pTemp; 
    }   
    return *this;  
}

测试用例代码

#include<iostream>  
#include<string>  
using namespace std;  
  
class CMyString   
{  
public:  
    CMyString(char* pData = NULL);  
    CMyString(const CMyString& str);  
    ~CMyString(void);    
    //声明返回值的类型为引用，才可以允许连续赋值  
    CMyString& operator = (const CMyString &str); 
    void Print();    
private:  
    char* m_pData;  
};  
  
CMyString ::CMyString(char *pData)  
{  
    if(pData == NULL)  
    {  
        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()  
{  
    delete []m_pData;  
}  
  
CMyString& CMyString::operator = (const CMyString& str)  
{  
    if (this ！= &str) {  
        CMyString strTemp(str);  
        char* pTemp = strTemp.m_data;  
        strTemp.m_data = m_data;  
        m_data = pTemp; 
    }   
    return *this;  
}   
void CMyString::Print()  
{  
    cout<<m_pData<<endl;  
}  
void test1()//普通赋值  
{  
    cout<<"test1() begins:"<<endl;  
    char *text = "hello world";  
    CMyString str1(text);  
    CMyString str2;  
    str2 = str1;  
  
    cout<<"The expected result is: "<<text<<endl;  
    cout<<"the actual result is: "<<endl;  
    str2.Print();  
  
    cout<<endl;  
}  
void test2()//自身赋值  
{  
    cout<<"test2() begins:"<<endl;  
    char *text = "hello world";  
    CMyString str1(text);  
    str1 = str1;   
  
    cout<<"The expected result is: "<<text<<endl;  
    cout<<"the actual result is: "<<endl;  
    str1.Print(); 
  
    cout<<endl;  
}  
void test3()//连续赋值  
{  
    cout<<"test3() begins: "<<endl;  
    char *text = "hello world";  
    CMyString str1(text);  
    CMyString str2,str3;  
    str3 = str2 = str1;  
  
    cout<<"The expected result is: "<<text<<endl;  
    cout<<"the actual result is: "<<endl;  
    str2.Print();  
    cout<<endl;  
  
    cout<<"The expected result is: "<<text<<endl;  
    cout<<"the actual result is: "<<endl;  
    str3.Print();  
    cout<<endl;  
}  
int main()  
{  
    test1();  
    test2();  
    test3();  
  
    return 0;  
}