C++程序设计基础教程:赋值运算符重载

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：在正常情况下，系统会为每一个类自动生成一个默认的完成上述功能的赋值运算符，当然，这种赋值只限于由一个类类型说明的对象之间赋值。图4.3对象内存分配可以重载运算符“＝”来解决这个问题。在赋值运算符连用时，如s3＝s2＝s1，应使用方式2实现“＝”运算符重载。

在C＋＋中有两种类型的赋值运算符：一类是“＋＝”和“-＝”等先计算后赋值的运算符，另一类是“＝”即直接赋值的运算符。下面分别进行讨论。

1.重载赋值运算符“＋＝”和“-＝”

对于标准数据类型，“＋＝”和“-＝”的作用是将一个数据与另一个数据进行加法或减法运算，然后再将结果回送给赋值号左边的变量中。对它们重载后，使其实现其他相关的功能。

【例4.7】分析以下程序的执行结果。

解：上述程序中，采用友元函数方式实现＋＝运算符重载，当执行表达式v1＋＝v2时，将v1和v2作为两个实参传递给该友元函数，修改v1，并将v1作为该表达式的结果。采用成员函数方式实现-＝运算符重载，当执行表达式v1-v2（相当于v1.-（v2））时，将v2作为实参传递给该成员函数，执行这个成员函数，生成一个临时对象tmp，将当前对象v1的x值减去v2.x值的结果赋给tmp的x，将当前对象v1的y值减去v2.y值的结果赋给tmp的y，最后返回tmp作为该表达式的结果。程序的执行结果如下：

v1＝(6，8)

v2＝(3，6)

v3＝v1＋＝v2后，v3＝（9，14）

v4＝v1-v2后，v4＝（3，2）

注意：程序中重载运算符“＋＝”和“-＝”与标准数据类型的“＋＝”和“-＝”不完全相同。调用重载的运算符时，例如v1＋＝v2，并不改变v1的值，而后者会改变运算符左边变量的值。

2.重载赋值运算符“＝”

赋值运算符“＝”的原有含义是将赋值号右边表达式的结果复制给赋值号左边的变量，通过运算符“＝”的重载将赋值号右边对象的数据成员依次复制到赋值号左边对象的数据成员中。在正常情况下，系统会为每一个类自动生成一个默认的完成上述功能的赋值运算符，当然，这种赋值只限于由一个类类型说明的对象之间赋值。

如果一个类包含指针成员，采用这种默认的按成员赋值，那么当这些成员撤消后，内存的使用将变得不可靠。

假如有一个类SClass，其中有一个指向某个动态分配内存的指针成员p，定义该类的两个实例s1和s2，在执行赋值语句s2＝s1（使用默认的赋值运算符）之前，这两个对象内存分配如图4.3（a）所示，其中s1的成员p指向一个内存区。在执行赋值语句s2＝s1之后，这两个对象内存分配如图4.3（b）所示，这时只复制了指针而没有复制指针所指向的内存，现在它们都指向同一内存区。当不需要s1和s2对象后，调用析构函数（两次）来撤消同一内存，会产生运行错误。

图4.3　对象内存分配

可以重载运算符“＝”来解决这个问题。重载该运算符的成员函数如下：(www.chuimin.cn)

方式1：

方式2：

上述两种方式都是采用成员函数形式来实现“＝”运算符的重载，执行s2＝s1语句，相当于执行s2.operator＝（s1），当前的this指针指向s2对象，在这两个重载运算符成员函数中，先释放p所指的空间，然后让p指向一个长度为strlen（s1.p）＋1的字符空间，并将s1.p所指字符串复制到p所指空间中。它们不同的是，方式1的成员函数没有返回值，即直接修改s2的数据成员，方式2的成员函数有一个返回值，return*this；语句就是返回s2对象。

在赋值运算符连用时，如s3＝s2＝s1，应使用方式2实现“＝”运算符重载。

上述运算符重载成员函数中，都把s.p的内容复制到this.p中。这样，在执行s2＝s1后，内存分配结果如图4.4所示。

图4.4　对象内存分配

【例4.8】分析以下程序的执行结果。

解：上述程序中，采用方式2实现"＝"运算符重载，执行s2＝s1语句，相当于执行s2.operator＝（s1），当前的this指针指向s2对象，最后的return*this；语句就是返回s2对象。程序的执行结果如下：

执行赋值语句之前：

s1*p＝first object

s2*p＝second object

执行赋值语句之后：

s1*p＝first object

s2*p＝first object