19.C++-(=)赋值操作符、初步编写智能指针

(=)赋值操作符

• 编译器为每个类默认重载了(=)赋值操作符
• 默认的(=)赋值操作符仅完成浅拷贝
• 默认的赋值操作符和默认的拷贝构造函数有相同的存在意义

(=)赋值操作符注意事项

首先要判断两个操作数是否相等

返回值一定是 return *this; 返回类型是Type&型,避免连续使用=后,出现bug

比如:

class Test{
       int *p;

       Test(int i)
       {
              p=new int(i);
       }

       Test& operator = (const Test& obj)
       {
              if(this!=&obj)
              {
                     delete p;
                     p=new int(*obj.p);
             }
              return *this;
       }
};

注意:指针对象之间赋值是不会调用(=)复制操作符的

编译器默认提供的类函数

包括了:构造函数,析构函数,拷贝构造函数, (=)赋值操作符

智能指针

智能指针的由来

在以前C程序里,使用malloc()等函数动态申请堆空间时,若不再需要的内存没有被及时释放,则会出现内存泄漏，若内存泄漏太多,则会直接导致设备停止运行,特别是嵌入式设备,可能有些设备一上电就要运行好几个月.

在C++里,为了减少内存泄漏,所以便引出了智能指针

介绍

• 智能指针实际上是将指针封装在一个类里,通过对象来管理指针.
• 在构造函数时，通过对象将指针传递进来,指针可以是缺省值.
• 然后构造“ -> ” “ * ” “ = ”等操作符重载,让这个对象拥有指针的特性.
• 最后通过析构函数,来释放类里的指针.

注意

• 智能指针只能指向堆空间中的对象或者变量
• 并且一片空间最多只能由一个智能指针标识(因为多个指向地址相同的智能指针调用析构函数时,会出现bug)
• ->和*都是一元操作符,也就是说不能带参数

比如ptr->value的->:

当ptr的类型是普通指针类型时，等价于:(*ptr).mem

当ptr的类型是类时，等价于:(ptr.operator->())->value    等价于: ( *(ptr.operator->()) ).value

所以->操作符函数的返回类型是type*,返回值是一个指针变量本身（不带*）

具体参考: https://segmentfault.com/q/1010000004620896

接下来个示例,指向一个int型的智能指针

#include <iostream>
 
using namespace std;

class Point{

       int *p;
public:
       Point(int *p=NULL)
       {
          this->p = p;
       }

       int* operator -> ()
       {
              return p;
       }

       int& operator *()
       {
              return *p;
       }

       ~Point()
       {
          cout<<"~Point()"<<endl;
          delete p;
       }
};

int main()
{       
       for(int i=0;i<5;i++) 
       {
       Point  p=new int(i);
       cout <<*p<<endl;
       }
       return 0;
}

运行打印:

0
~Point()
1
~Point()
2
~Point()
3
~Point()
4
~Point()

从结果可以看到, Point p每被从新定义之前,便会自动调用析构函数来释放之前用过的内存,

这样便避免了野指针的出现。

接下来,我们继续完善上面代码,使它能够被赋值.

#include <iostream>

using namespace std;

class Point{

       int *p;

public:
       Point(int *p=NULL)
       {
          this->p = p;
       } 

       bool isNULL()
       {
              return (p==NULL);
       }

       int* operator -> ()
       {
              return p;
       }　　

       int& operator *()
       {
              return *p;
       }

     Point& operator = (const Point& t)
       {
              cout<<"operator =()"<<endl;

              if(this!=&t)
              {
                     delete p;
                     p = t.p;
                     const_cast<Point&>(t).p=NULL;   //去掉const类型参数
              }         
              return *this;
       }

       ~Point()
       {
          cout<<"~Point()"<<endl;
          delete p;
       }
};

int main()
{       
       Point  p=new int(2);
       Point  p2;
       p2= p;         //等价于 p2.operator= (p);  
       cout <<"p=NULL:"<<p.isNULL()<<endl;

       *p2+=3;        //等价于 *(p2.operator *())=*(p2.operator *())+3; 
　　　　　　　　　　　　  //p2.operator *()返回一个int指针,并不会调用Point类的=操作符
       cout <<"*p2="<<*p2 <<endl;
       return 0;
}

运行打印:

operator =()       

p=NULL:1              // Point  p的成员已被释放

*p2=5

~Point()

~Point()

但是,还有个缺点,就是这个智能指针仅仅只能指向int类型,没办法指向其它类型. 

接下来继续修改,通过类模板来使这个智能指针能指向多种类型

#include <iostream>

using namespace std;

template <typename T>
class Point
{
    T *p;
public:
    Point(T *p)
    {
        this->p = p; 
    }
    bool isNULL()
    {
        return (p==NULL);
    }
    
    T* operator -> ()
    {
        return p; 
    } 
    
    T& operator *()
    {
        return *p; 
    } 
    
    Point& operator = (const Point& t)
    {
              cout<<"operator =()"<<endl;

              if(this!=&t)
              {
                     delete p;
                     p = t.p;
                     const_cast<Point&>(t).p=NULL;   //去掉const类型参数
              }         
              return *this;
     }
  
    ~Point()
    {
        delete p;    
    } 

};
 
int main()
{       
       Point<int> p1=new int(2); 
       cout<<*p1<<endl; 
    
       Point<float> p2=new float(3.56);  
       cout<<*p2<<endl;
       
       return 0;
}

运行打印:

2
3.56
~Point()
~Point()