C++编程语言中赋值运算符重载函数（operator=）介绍

青旅半醒 2022-05-22 00:40 177阅读 0赞

本文主要介绍 C++ 编程语言中赋值运算符重载函数（operator=）的相关知识，同时通过示例代码介绍赋值运算符重载函数的使用方法。

# 1 概述 #

## 1.1 Why ##

首先介绍为什么要对赋值运算符“=”进行重载。某些情况下，当我们编写一个类的时候，并不需要为该类重载“=”运算符，因为编译系统为每个类提供了默认的赋值运算符“=”，使用这个默认的赋值运算符操作类对象时，该运算符会把这个类的所有数据成员都进行一次赋值操作。例如有如下类：

class A
    {
    public:
        int a;
        int b;
        int c;
    };

对这个类的对象进行赋值时，使用默认的赋值运算符是没有问题的。

示例代码内容如下：

#include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    class ClassA
    {
    public:
        int a;
        int b;
        int c;
    };
    
    int main()
    {
        ClassA obj1;
        obj1.a = 1;
        obj1.b = 2;
        obj1.c = 3;
    
        ClassA obj2;
        obj2 = obj1;
    
        cout << "obj2.a is: " << obj2.a << endl;
    
        return 0;
    }

编译并执行上述代码，结果如下：

![70][]

通过上述结果能够知道：通过使用系统默认的赋值运算符“=”，可以让对象 obj2 中的所有数据成员的值与对象 obj1 相同。这种情况下，编译系统提供的默认赋值运算符可以正常使用。

但是，在下面的示例中，使用编译系统提供的默认赋值运算符，就会出现问题了。

示例代码内容如下：

编译并运行上述代码，结果如下：

![70 1][]

上述错误信息表明：当对象 obj1 和 obj2 进行析构时，由于重复释放了同一块内存空间，导致程序崩溃报错。在这种情况下，就需要我们重载赋值运算符“=”了。

# 2 示例代码 #

## 2.1 示例代码1 ##

我们修改一下前面出错的示例代码，编写一个包含赋值运算符重载函数的类，修改后的代码内容如下：

#include <iostream>
    #include <string.h>
    
    using namespace std;
    
    class ClassA
    {
    public:
        ClassA()
        {
        
        }
        ClassA(const char* pszInputStr)
        {
            pszTestStr = new char[strlen(pszInputStr) + 1];
            strncpy(pszTestStr, pszInputStr, strlen(pszInputStr) + 1);
        }
        virtual ~ClassA()
        {
            delete pszTestStr;
        }
        // 赋值运算符重载函数
        ClassA& operator=(const ClassA& cls)
        {
            // 避免自赋值
            if (this != &cls)
            {
                // 避免内存泄露
                if (pszTestStr != NULL)
                {
                    delete pszTestStr;
                    pszTestStr = NULL;
                }
    
                pszTestStr = new char[strlen(cls.pszTestStr) + 1];
                strncpy(pszTestStr, cls.pszTestStr, strlen(cls.pszTestStr) + 1);
            }
            
            return *this;
        }
        
    public:
        char* pszTestStr;
    };
    
    int main()
    {
        ClassA obj1("liitdar");
    
        ClassA obj2;
        obj2 = obj1;
    
        cout << "obj2.pszTestStr is: " << obj2.pszTestStr << endl;
        cout << "addr(obj1.pszTestStr) is: " << &obj1.pszTestStr << endl;
        cout << "addr(obj2.pszTestStr) is: " << &obj2.pszTestStr << endl;
    
        return 0;
    }

编译并运行上述代码，结果如下：

![70 2][]

通过上述结果能够看到，利用赋值运算符重载函数，解决了对象赋值时，析构函数多次释放同一块内存空间的问题。

对于上述代码，有以下几点需要说明：

*  当为一个类的对象赋值（可以用本类对象为其赋值，也可以用其它类型的值为其赋值）时，该对象（如本例的 obj2）会调用该类的赋值运算符重载函数，进行具体的赋值操作。如上述代码中的“obj2 = obj1;”语句，用 obj1 为 obj2 赋值，则会由 obj2 调用 ClassA 类的赋值运算符重载函数；
 *  下方语句和语句“ClassA obj2 = obj1;”在调用函数上是有区别的：前者第一句是对象 obj2 的声明及定义，调用类 ClassA 的无参构造函数，所以“obj2 = obj1;”一句是在对象 obj2 已经存在的情况下，用 obj1 来为 obj2 赋值，调用的是赋值运算符重载函数；而后者，是用 obj1 来初始化 obj2，调用的是拷贝构造函数。拷贝构造函数的语句样式为“ClassA(const ClassA& cls)”，关于拷贝构造函数的详细内容，请参考相关内容，此处不展开介绍；
    
        ClassA obj2;
        obj2 = obj1;

*  当程序没有显式地提供一个以“本类或本类的引用”为参数的赋值运算符重载函数时，编译器会自动生成一个默认的赋值运算符重载函数（即默认赋值运算符）。

## 2.2 示例代码2 ##

示例代码内容如下：

#include<iostream>
    #include<string>
    
    using namespace std;
    
    class Data
    {
    private:
        int data;
        
    public:
        // 构造函数
        Data()
        {
        };
        // 构造函数
        Data(int _data):data(_data)
        {
            cout << "This is constructor" << endl;
        }
        // 赋值运算符重载函数
        Data& operator=(const int _data)
        {
            cout << "This is operator=(int _data)" << endl;
            data = _data;
            
            return *this;
        }
    };
    
    int main()
    {
        // 调用构造函数
        Data data1(1);
        Data data2, data3;
        // 调用赋值运算符重载函数
        data2 = 1;
        // 调用默认的赋值运算符重载函数
        data3 = data2;
        
        return 0;
    }

编译并执行上述代码，结果如下：

![70 3][]

上述结果表明：“data2 = 1;”语句调用了我们提供的以 int 型参数（而非本类或本类的引用）为形参的赋值运算符重载函数；而“data3 = data2;”的成功执行，说明该语句调用了编译器提供的默认的赋值运算符重载函数。

如果将上述代码中赋值运算符重载函数去掉，重新编译执行，结果如下：

![70 4][]

上述结果说明，当用一个非类 A 的值（如上面的 int 类型值）为类 A 的对象赋值时：

*  如果检测到构造函数和赋值运算符重载函数同时存在，则会优先调用赋值运算符重载函数；
 *  如果只检测到构造函数，就会调用构造函数。

# 3 总结 #

综合本文内容，可以知道针对以下情况，需要**显式地**提供赋值运算符重载函数（即自定义赋值运算符重载函数）：

*  用非类 A 类型的值为类 A 的对象赋值时（当然，这种情况下我们也可以不提供相应的赋值运算符重载函数，而只提供相应的构造函数，如**更改后**的示例代码2）；
 *  用类 A 类型的值为类 A 的对象赋值，且类 A 的数据成员中含有指针的情况下，必须显式提供赋值运算符重载函数（如示例代码1）。

[70]: /images/20220522/94c4c04b0abb4d6ea9c21544aced0eda.png
[70 1]: /images/20220522/2628924c6795487aa8292d66bf64b2a6.png
[70 2]: /images/20220522/23748e6f3dc14f0fa49d4c23bf119d0c.png
[70 3]: /images/20220522/a42e28f48663418393a7c593c900b9ec.png
[70 4]: /images/20220522/da5cd7959e794c1bb7e7d36b43d297d0.png