Effective C++ Item 11: 在operator=中处理自赋值问题
一、定义赋值运算符函数需要注意的问题：
- 返回值类型声明为引用，并在函数返回前返回*this。因为只有返回引用，才能允许连续赋值。
- 传入参数应声明为常量引用，否则从形参到实参会多调用一次拷贝构造函数，降低代码效率。赋值运算符函数不会改变传入的实例的状态，因此传入参数应添加const关键字。
- 是否释放实例自身已有的内存。如果忘记分配新内存之前，释放自身已有的空间，程序将出现内存泄露。
- 是否判断传入的参数和this是不是同一个实例。如果是同一个实例，则直接返回this。如果事先不判断就进行赋值，那么在释放实例自身的内存的时候就会导致严重的问题：当*this和传入的参数是同一个实例时，那么一旦释放了自身的内存，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。
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二、什么是自我赋值？
“自我赋值”发生在对象被赋值给自己时：
class Widget { ... };
Widget w;
...
w = w; //赋值给自己
虽然这种做法看起来比较傻，但是这种操作却是合法的。
此外，自我赋值并不是总是可以一眼分辨出来，例如：
- 如果i和j具有相同的值时，这就是一个自我赋值。
a[i] = a[j]; //潜在的自我赋值
- 如果指针px和py恰巧指向同一个东西，这也是一个自我赋值。
*px = *py; //潜在的自我赋值
这些并不明显的复制行为，是“别名（aliasing）”所带来的结果。 比如，当基类指针和派生类指针指向同一个基类的对象时，自我赋值就可能发生。
三、不安全的做法
举个例子，假如建立一个class用来保存一个指针指向一块动态分配的位图（bitmap）：
class Bitmap { ... };
class Widget {
...
private:
Bitmap* pb; //指针，指向一个从heap分配而得的对象
};
接着，下面的operator= 的实现代码，看起来虽然合理，但是在进行自我赋值时并不安全：
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) //不安全的operator= 的实现版本
{
delete pb; //停止使用当前的bitmap
pb = new Bitmap(*rhs.pb); //使用rhs's bitmap的拷贝
return *this;
}
*this和rhs可能是相同的对象，这样的话delete不仅删除this指针的bitmap，也删除了rhs的bitmap。
问题：不仅自赋值不安全，异常处理也不安全，因为new Bitmap操作是可能产生异常的。
四、解决方法
1. 传统做法——Identity test， 自赋值检测
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
{
if (this == &rhs) return *this; // identity test: if a self-assignment,
// do nothing
delete pb;
pb = new Bitmap(*rhs.pb);
return *this;
}
缺点：new Bitmap的异常安全问题仍存在。
2. 复制pb所指东西之前不要删除pb
实现异常安全通常也能实现自赋值安全。
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
{
Bitmap *pOrig = pb; // remember original pb
pb = new Bitmap(*rhs.pb); // make pb point to a copy of *pb
delete pOrig; // delete the original pb
return *this;
}
- 现在如果new Bitmap抛出异常，pb保持不变。即使不做identity test，它也能处理好自赋值问题。
- 相对来说，这种方法的效率较低。如果考虑效率问题，可以函数顶部添加自赋值检测代码。但这样做之前，需要考虑自赋值操作发生的频率可能有多高，因为这样做会有一定开销，因为它会导致代码增加以及引入了流程控制分支，会降低运行速度。比如，指令预取、缓存和流水线的效率可能被降低。
3. copy and swap
class Widget {
...
void swap(Widget& rhs); // exchange *this's and rhs's data;
... // see Item 29 for details
};
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
{
Widget temp(rhs); // make a copy of rhs's data
swap(temp); // swap *this's data with the copy's
return *this;
}
五、如果类成员含有的unique_ptr指针，而没有raw pointer，那么在它的赋值运算符函数中不处理自赋值问题会有什么问题吗？
如果类成员只有std::unique_ptr，而没有裸指针，那么在赋值运算符函数中不处理自赋值问题是没有问题的。
原因如下：
std::unique_ptr的赋值操作会自动处理自赋值问题。当一个std::unique_ptr被赋值时，原有的内存将被自动删除，然后才会接管新的内存。
举例来说，假设有以下的代码：
class Foo {
public:
std::unique_ptr<int> ptr;
Foo& operator=(const Foo& other) {
if (this != &other) {
ptr = std::make_unique<int>(*other.ptr);
}
return *this;
}
};
即使不进行自赋值检查，当进行自赋值时，std::unique_ptr的赋值操作也不会导致问题。这是因为std::unique_ptr的赋值操作会首先删除当前的内存，然后再分配新的内存。因此，即使是自赋值，也不会有问题。
然而，这不意味着在所有的情况下都可以忽略自赋值检查。如果类成员是裸指针或者其他需要手动管理内存的资源，那么就必须在赋值运算符函数中处理自赋值问题，以防止内存泄露或者其他问题。
