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为什么会出现自我赋值呢?不明显的自我赋值,是“别名”带来的结果:所谓“别名”就是“有一个以上的方法指涉对象”。一般而言如果某段代码操作pointers或references而它们被用来“指向多个相同类型的对象”,就需要考虑这些对象是否为同一个。实际上两个对象来自同一个继承体系,它们甚至不需要声明为相同类型就可能造成“别名”。因为一个base class的reference或pointer可以指向一个derived class对象。如果你尝试自行管理资源,可能会掉进“在停止使用资源之前意外释放了它”的陷阱。假设你建立一个class用来保存一个指针指向一块动态分配的位图(bitmap):
1: class Bitmap{...};
2: class Widget{
3: ...
4: private:
5: Bitmap* pb ;
6: };
下面是operator=的实现代码:
1: Widget&
2: Widget::operator=(const Widget& rhs)
3: {
4: delete pb ; //停止使用当前的bitmap
5: pb = new Bitmap (*rhs.pb) ; //使用rhs的bitmap的副本
6: return *this ; //返回当前对象的引用
7: }
这份代码表面上合理,但自我赋值时并不安全。operator=函数内的*this(赋值的目的端)和rhs有可能是同一个对象。果真如此delete就不只销毁当前对象的bitmap,它也销毁rhs的bitmap。在函数的末尾,Widget—它原本不该被自我赋值动作改变的—发现自己持有一个指针指向一个已被删除的对象。
欲阻止这种错误,可以在operator=最前面增加一个“正同测试”(identity test)达到“自我赋值”的检验目的:
1: Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
2: {
3: if(this==&rhs) return *this ; //正同测试:如果是自我赋值,直接返回当前对象
4:
5: delete pb ;
6: pb = new Bitmap( *rhs.pb );
7: return *this ;
8: }
这个版本具备“自我赋值安全性”,但是仍然存在异常方面的麻烦。更明确地说,如果“new Bitmap”导致异常,Widget最终会持有一个指针指向一块被删除的Bitmap。
令人高兴的是,让operator=具备“异常安全性”往往自动获得“自我赋值安全性”的回报。许多时候一群精心安排的语句就可以导出异常安全的代码。例如以下代码,我们只需注意在赋值pb之前别删除pb:
1: Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
2: {
3: Bitmap* pOrig = pb ; //记住原先的pb
4: pb = new Bitmap( *rhs.pb ) ; //令pb指向*pb的一个复件
5: delete pOrig ; //删除原来的pb
6: return *this ;
7: }
现在,如果“new Bitmap”抛出异常,pb保持原状。
在operator=函数内手工排列语句的一个替代方案是,使用所谓的copy和swap技术:
1: class Widget{
2: ...
3: void swap(Widget& rhs); //交换*this和rhs的数据
4: ...
5: };
6: Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs)
7: {
8: Widget temp(rhs); //为rhs的数据制作一个副本
9: swap(temp); //将*this数据和上述复件的数据交换
10: return *this;
11: }
请注意:
(1)确保当对象自我赋值时operator=有良好行为。其技术包括比较“来源对象”和“目标对象”的地址、精心周到的语句顺序、以及copy-and-swap。
(2)确定任何函数如果操作一个以上的对象,而其中多个对象是同一个对象时,其行为仍然正确。