【剑指offer】面试题一：赋值运算符函数

题目：如下为类型 CMyString 的声明，请为该类型添加赋值运算符函数。

类的声明如下：

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

关于赋值运算符函数，我们应该从以下几个方面考虑：

1、返回值:首先我们应该把返回值的类型声明为该类型的引用，并在函数结束前返回本身的引用。只有返回一个引用才能允许连续赋值，如 str1 = str2 = str3；

2、参数：其次我们应该把传入的参数的类型声明为常量引用。

　　传入的引用是为了避免从形参到实参调用的一次复制构造函数；这也就是传值与传引用的效率问题。

　　传入的为常量从语义的角度出发，我们在赋值运算函数内并不希望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、内存：我们需要实例释放自身已有的内存，如果我们王子在分配新内存之前释放掉自身已有的内存，就会造成内存泄露；

4、自身赋值问题：最后我们需要判断传入的参数和当前的实例（*this）是否为同一个实例。如果为同一个，则不进行赋值操作。因为，赋值之前需要释放已有的内存，如果为同一实例，那么传入的参数的内存在当前实例释放内存的同时也被释放了，这样就无法找到需要赋值的内容了。

 

一、基本的解法：

　　1、判断传入的参数是否为当前的实例本身；

　　2、就是释放掉当前实例（*this）的内存；

　　3、进行赋值；

　　4、返回实例（*this）；

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;
}

 

二、考虑异常安全性的解法：

解法一存在安全问题，考虑如下问题：

我们在分配内存之前先用 delete 释放了实例 m_pData 的内存。 如果此时内存不足导致 new char 抛出异常，这样 m_pData 将会是一个空指针，这样非常容易导致程序崩溃。

在这里，我们用借用一个临时变量来解决上述问题。具体步骤为：

先用传入的参数创建一个临时变量tmp，接着用该临时变量tmp 与实例自身的 m_pData 数据做交换。由于tmp为一个局部变量，该段程序运行结束时就是自动调用tmp的析构函数，把tmp的内存释放掉。

代码如下：

CMyString& CMyString::operator=(const CMyString &str)
{
    if(this != &str)
    {
        CMyString tmp(str);

        char *pTmp = tmp.m_pData;
        tmp.m_pData = m_pData;
        m_pData = pTmp;
    }
    return *this;
}

 

三、完整的CMyString类的实现及测试代码：

CMyString.hpp文件

#ifndef CMYSTRING
#define CMYSTRING 

#include <string.h>

class CMyString
{
public:
    CMyString();
    CMyString(char *pData);
    CMyString(const CMyString &str);
    CMyString& operator=(const CMyString &str);
    ~CMyString();

private:
    char *m_pData;
};

CMyString::CMyString()
:m_pData(new char[1])
{
    m_pData = '\0';
}

CMyString::CMyString(char *pData)
 :m_pData(new char[strlen(pData)+1])
{
    ::strcpy(m_pData, pData);
}

CMyString::CMyString(const CMyString &str)
 :m_pData(new char[strlen(str.m_pData)+1])
{
    ::strcpy(m_pData, str.m_pData);
}

CMyString& CMyString::operator=(const CMyString &str)
{
    if(&str != this)
    {
        CMyString tmp(str);

        char *cTmp = tmp.m_pData;
        tmp.m_pData = m_pData;
        m_pData = cTmp;
    }
    return *this;
}

CMyString::~CMyString()
{
    delete m_pData;
}

#endif /*CMYSTRING*/

测试代码main.cpp：

#include "CMyString.hpp"
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    CMyString myString;

    char tmp[] = "helloworld";    
    CMyString myString2(tmp);

    myString = myString2;

    CMyString m3(myString);
    
    return 0;
}

 

编译与执行：

g++ -o mystring main.cpp
./mystring

 

引申：

题目：一个空类，编辑器默认为其生成几个函数？

类的声明如下：

class Empty
{

};

在该类实例化以后，一般编辑器会为其自动生成 默认构造函数、赋值构造函数、赋值运算符函数和析构函数 四个函数，

具体如下：

class Empty
{
public:
    Empty();
    Empty(const Empty &e);
    Empty& operator=(const Empty &e);
    ~Empty();
};