C++编程语言中类对象的赋值与复制介绍（一）

Bertha 。 2022-05-16 11:47 153阅读 0赞

本系列文章主要介绍 C++ 编程语言中类对象的赋值操作、复制操作，以及两者之间的区别，另外还会介绍“深拷贝”与“浅拷贝”的相关知识。

本文为系列文章的第一篇，主要介绍 C++ 编程语言中类对象的赋值的相关知识。

# 1 对象的赋值 #

## 1.1 What ##

如同基本类型的赋值语句一样，同一个类的各个对象之间也是可以进行赋值操作的，即将一个对象的值赋给另一个对象。

需要说明的是，在类对象的赋值过程中，只会对类中的数据成员进行赋值，而不对成员函数赋值。

例如：obj1 和 obj2 是类 ClassA 的两个对象，那么对象赋值语句“obj2 = obj1;” 会把对象 obj1 的数据成员的值逐位赋给对象 obj2。

## 1.2 示例代码 ##

下面展示一个对象赋值的示例代码（object\_assign\_and\_copy\_test1.cpp），内容如下：

#include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    class ClassA
    {
    public:
        // 设置成员变量的值
        void SetValue(int i, int j)
        {
            m_nValue1 = i;
            m_nValue2 = j;
        }
        // 打印成员变量的值
        void ShowValue()
        {
            cout << "m_nValue1 is: " << m_nValue1 << ", m_nValue2 is: " << m_nValue2 << endl;
        }
    private:
        int m_nValue1;
        int m_nValue2;
    };
    
    int main()
    {
        // 声明对象obj1和obj2
        ClassA obj1;
        ClassA obj2;
    
        obj1.SetValue(1, 2);
        // 对象赋值场景 —— 将obj1的值赋给obj2
        obj2 = obj1;
        cout << "obj1 info as followed: " << endl;
        obj1.ShowValue();
        cout << "obj2 info as followed: " << endl;
        obj2.ShowValue();
    
        return 0;
    }

编译并运行上述代码，结果如下：

![70][]

上面的运行结果表明，通过对象赋值语句，成功地将对象 obj1 的值赋给了对象 obj2。

## 1.3 几点说明 ##

对于对象赋值，进行以下几点说明：

*  进行对象赋值时，**两个对象的必须属于同一个类**，如对象所述的类不同，在编译时将会报错；
 *  两个对象之间的赋值，只会让这两个对象中数据成员相同，而两个对象仍然是独立的。例如在上面的示例代码中，进行对象赋值后，再调用 obj1.set() 设置 obj1 的值，并不会影响到 obj2 的值；
 *  对象赋值是通过**赋值运算函数**实现的。每个类都有默认的赋值运算符，我们也可以根据需要，对赋值运算符进行重载。一般来说，需要手动编写析构函数的类，都需要重载赋值运算符（具体原因下文会介绍）；
 *  在对象声明之后，进行的对象赋值运算，才属于“真正的”对象赋值运算（即，使用了赋值运算符“=”）；而在对象初始化时，针对对象进行的赋值操作，实际上是属于**对象的复制**。示例如下：
    
        // 声明obj1和obj2
            ClassA obj1;
            ClassA obj2;
            obj2 = obj1; // 此语句为对象的赋值
        
            // 声明obj1
            ClassA obj1;
            // 声明并初始化obj2
            ClassA obj2 = obj1; // 此语句属于对象的复制

## 1.4 进一步研究 ##

下面从内存分配的角度分析一下对象的赋值操作。

### 1.4.1 C++中对象的内存分配方式 ###

在 C++ 编程语言中，只要声明了对象，对象实例在编译的时候，系统就需要为其分配内存了。

相关示例代码内容如下：

class ClassA
    {
    public:
        ClassA(int id, char* name)
        {
            m_nId = id;
            m_pszName = new char[strlen(name) + 1];
            strcpy(m_pszName, name);
        }
    private:
        char* m_pszName;
        int m_nId;
    };
    
    int main()
    {
        ClassA obj1(1, "liitdar");
        ClassA obj2;
    
        return 0;
    }

在上述示例代码编译之后，系统为对象 obj1 和 obj2 都分配相应大小的内存空间（只不过对象 obj1 的内存域被初始化了，而 obj2 的内存域的值为随机值）。两者的内存空间使用情况如下：

![70 1][]

### 1.4.2 默认的赋值运算符 ###

延续上面的示例代码，执行“obj2 = obj1;”语句时，即利用默认的赋值运算符将对象 obj1 的值赋给 obj2。使用类中默认的赋值运算符，会将对象中的所有位于 stack 中的域进行相应的**复制**操作；同时，如果对象有位于 heap 上的域，则不会为目标对象分配 heap 上的空间，而只是让目标**对象**指向源对象 heap 上的同一个地址。

执行语句“obj2 = obj1;”对应的默认的赋值运算后，两个对象的内存空间使用情况如下：

![70 2][]

因此，对于类中默认的赋值运算，如果源对象域内没有 heap 上的空间，其不会产生任何问题。但是，如果源对象域内需要申请 heap 上的空间，那么由于源对象和目标对象都指向 heap 的同一段内容，所以在析构对象的时候，就会**连续两次释放 heap 上的同一块内存区域**，从而导致程序异常。

~ClassA()
        {
            delete m_pszName;
        }

### 1.4.3 解决方案 ###

为了解决上面的问题，如果对象会在 heap 上存储内容，就必须重载赋值运算符，从而在进行对象的赋值操作时，使不同对象的成员域指向不同的 heap 地址。

重载赋值运算符的代码如下：

// 赋值运算符重载需要返回对象的引用，否则返回后其值立即消失
        ClassA& operator=(ClassA& obj)
        {
            // 释放heap内存
            if (m_pszName != NULL)
            {
                delete m_pszName;
            }
            // 赋值stack内存的值
            this->m_nId = obj.m_nId;
            // 赋值heap内存的值
            int nLength = strlen(obj.m_pszName);
            m_pszName = new char[nLength + 1];
            strcpy(m_pszName, obj.m_pszName);
            
            return *this;
        }

使用上面重载后的赋值运算符对对象进行赋值后，两个对象的内存空间使用情况如下：

![70 3][]

这样，在对象 obj1、obj2 退出其的作用域，调用相应的析构函数时，就会释放不同 heap 空间的内存，也就不会出现程序异常了。

关于“C++编程语言类对象的复制操作”的相关内容，请点击[此处][Link 1]。

[70]: /images/20220516/abf6c8699d744b8eac21bb7b4f5c5885.png
[70 1]: /images/20220516/a5836f5f64ea47dd8d0a453fa100b387.png
[70 2]: /images/20220516/d6907e9eb89e4b6a84e3cc165efe4dfb.png
[70 3]: /images/20220516/6e9c9f6997384cafb3103cb16c0fced2.png
[Link 1]: https://blog.csdn.net/liitdar/article/details/81877373