【剑指offer】面试题1:赋值运算符函数

题目:

如下为类型CMyString的声明,请为该类型添加赋值运算符函数。

class CMyString
{
    public:
        CMyString( char * pData = NULL );
        CMyString( const CMyString& str );
        ~CMyString( void );

    private:
        char * m_pData;
};

本题目考点:

  1. 考查对C++的基础语法的理解,如运算符函数、常量引用等;
  2. 考查对内存泄漏的理解;
  3. 对高级C++程序员,面试官还将考查应聘者对代码异常安全性的理解。

测试用例

  1. 把一个CMyString的实例赋值给另外一个实例;
  2. 把一个CMyString的实例赋值给自身;
  3. 连续赋值。

分析

  • 是否把返回值的类型声明为该类型的引用,并在函数结束前返回实例自身的引用(即*this)。只有返回一个引用,才可以允许连续赋值。否则如果函数的返回值是void,应用该赋值运算符将不能做连续赋值。假设有3个CMyString的对象:str1、str2和str3,在程序中语句str1=str2=str3将不能通过编译。
  • 是否把穿入的参数的类型声明为常量引用。如果传入的参数不是引用而是实例,那么从形参到实参会调用一次复制构造函数。把参数声明为引用可以避免这一无谓消耗,能提高代码的效率。同时,在赋值运算符函数内不会改变传入的实例的状态,因此应该为传入的引用参数加上const关键字。
  • 是否释放实例自身已有的内存。如果忘记在分配内存之前释放自身已有的空间,程序将出现内存泄露。
  • 是否判断传入的参数和当前的实例(this)是不是同一个实例。如果是同一个,则不进行赋值操作,直接返回。如果事先不判断就进行赋值,那么在释放自身的内存时就会导致严重的问题:当this和传入的参数是同一个实例时,那么一旦释放了自身的内存,传入的参数的内存也同时被释放了,因此找不到需要赋值的内容了。

普通解法:

CMyString & CMyString::operator = ( const CMyString &str )
{
    if( this== &str )
        return *this;
    delete []m_pData;
    m_pData = NULL;
    m_pData = new char[ strlen(str.m_pData) + 1 ];
    strcpy_s( m_pData, strlen(str.m_pData)+1,str.m_pData );
    return *this;
}

异常安全性的解法

在前面的函数中,分配内存之前先用了delete释放了实例m_pdata的内存。如果此时内存不足导致 new char 抛出异常,m_pdata将是一个空指针,这样非常容易导致程序崩溃。也就是一旦在赋值运算符函数内部抛出一个异常,CMyString的实例不再保持有效的状态,这就违背了异常安全性(Exception Safety)原则。

CMyString & CMyString::operator = ( const CMyString &str )
{
    if( this != &str )
    {
        CMyString strTemp( str );
        char *pTemp = strTemp.m_pData;
        strTemp.m_pData = m_pData;
        m_pData = pTemp;
    }
    return *this;
}```   

##测试代码

include<iostream>

include<string.h>

using namespace std;
class CMyString
{
public:
CMyString(char * pData = NULL);
CMyString(const CMyString& str);
~CMyString(void);
CMyString& operator = (const CMyString& str);
void Print();

private:
char * m_pData;
};
CMyString::CMyString(char *pData)
{
if (pData == NULL)
{
m_pData = new char[1];
m_pData[0] = '\0';
}
else
{
int length = strlen(pData);
m_pData = new char[length + 1];
strcpy_s(m_pData,strlen(pData)+1 ,pData);
}
}

CMyString::CMyString(const CMyString &str)
{
int length = strlen(str.m_pData);
m_pData = new char[length + 1];
strcpy_s(m_pData, strlen(str.m_pData)+1,str.m_pData);
}

CMyString::~CMyString()
{
delete[] m_pData;
}

CMyString & CMyString::operator = (const CMyString &str)
{
if (this == &str)
return *this;

delete[]m_pData;
m_pData = NULL;
m_pData = new char[strlen(str.m_pData) + 1];
strcpy_s(m_pData,strlen(str.m_pData)+1,str.m_pData);

return *this;

}

// ====================测试代码====================
void CMyString::Print()
{
cout << m_pData << endl;
}

void Test1()
{
cout << "Test1 " << endl;

char* text = "Hello world";

CMyString str1(text);
CMyString str2;
str2 = str1;

cout << "The expected result is: " << text << endl;
cout << "The actual result is: ";
str2.Print();
cout << endl;

}

// 赋值给自己
void Test2()
{
cout << "Test2 ";

char* text = "Hello world";

CMyString str1(text);
str1 = str1;

cout << "The expected result is: " << text << endl;
cout << "The actual result is: ";
str1.Print();
cout << endl;

}

// 连续赋值
void Test3()
{
cout << "Test3 " << endl;

char* text = "Hello world";

CMyString str1(text);
CMyString str2, str3;
str3 = str2 = str1;

cout << "The expected result is: " << text << endl;
cout << "The actual result is: ";
str2.Print();
cout << endl;

cout << "The expected result is: " << text << endl;
cout << "The actual result is: ";
str3.Print();
cout << endl;

}

int main()
{
Test1();
Test2();
Test3();
getchar();
return 0;
}

但是我测试后发现即使返回的类型不是引用,仍然可以连续赋值。
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