Question

假设我有一个（不可变的）矩阵类，它在构造函数中动态创建一个数组，并在解构函数中删除它。

template <typename T>
class matrix {
private:
    T* data;
public:
    size_t const rows, cols;
    matrix(size_t rows, size_t cols) : rows(rows), cols(cols) {
        data = new T[rows*cols];
    }
    ~matrix() {
        delete [] data;
    }
    //access data
    T& operator()(size_t row, size_t col) {
        return data[row*cols + col];
    }
    matrix<T>& operator=(const matrix<T>& other) {
        //what will this->data contain? do I need to delete anything here?
        //should I call the constructor?
        rows = other.rows;
        cols = other.cols;
        data = new T[rows*cols];
        std::copy(&data[0],&data[0] + (sizeof(T)*rows*cols),&other.data[0]);
        return *this;
    }
}

因为我在operator=函数中没有默认构造函数，this中的数据只是垃圾，对吧？即使我有一个默认的构造函数，它会被调用吗？我基于示例here的上述代码。请注意，为简洁起见，我省略了输入验证/边界检查。

编辑：我想澄清一点，我只关心这样的电话：

matrix<int> A = B;

B已经初始化。

Answer 1

如果您使用std::vector来存储数据，那么您的课程将变得更加简单

template <typename T>
class matrix {
   std::vector<T> data;
public:
    size_t const rows, cols;
    matrix(size_t rows, size_t cols) : rows(rows), cols(cols) {
        data.resize(rows*cols);
    }
    //access data
    T& operator()(size_t row, size_t col) {
        return data[row*cols + col];
    }
}

您现在不再需要担心泄漏内存，并且您不需要编写析构函数，复制构造函数或赋值运算符。

Answer 2

假设我有一个（不可变的）矩阵类，它在构造函数中动态创建一个数组，并在解构函数中删除它。

你没有通过实现移动构造函数和移动赋值运算符来实现复制构造函数（以及C ++ 11中的Rule of Three）而违反了Rule of Five。

您的副本分配运算符存在内存泄漏，因为在分配delete[]数组之前，data数组不是new[]。< / p>

请改为尝试：

template <typename T>
class matrix {
private:
    T* data;
    size_t const rows, cols;

public:
    matrix(size_t rows, size_t cols) : rows(rows), cols(cols) {
        data = new T[rows*cols];
    }

    matrix(const matrix<T> &src) : rows(src.rows), cols(src.cols) {
        data = new T[rows*cols];
        std::copy(data, &data[rows*cols], src.data);
    }

    /* for C++11:

    matrix(matrix<T> &&src) : rows(0), cols(0), data(nullptr) {
        std::swap(rows, src.rows);
        std::swap(cols, src.cols);
        std::swap(data, src.data);
    }
    */

    ~matrix() {
        delete [] data;
    }

    T& operator()(size_t row, size_t col) {
        return data[(row * cols) + col];
    }

    T operator()(size_t row, size_t col) const {
        return data[(row * cols) + col];
    }

    matrix<T>& operator=(const matrix<T>& other) {
        if (&other != this) {
            delete[] data;
            rows = other.rows;
            cols = other.cols;
            data = new T[rows*cols];
            std::copy(data, &data[rows*cols], other.data);
        }
        return *this;
    }

    /* for C++11:

    matrix<T>& operator=(matrix<T> &&other) {
        delete[] data;
        data = nullptr;
        rows = cols = 0;

        std::swap(rows, other.rows);
        std::swap(cols, other.cols);
        std::swap(data, other.data);

        return *this;
    }
    */
};

然而，copy-and-swap idiom会更安全：

template <typename T>
class matrix {
private:
    T* data;
    size_t const rows, cols;

public:
    matrix(size_t rows, size_t cols) : rows(rows), cols(cols) {
        data = new T[rows*cols];
    }

    matrix(const matrix<T> &src) : rows(src.rows), cols(src.cols) {
        data = new T[rows*cols];
        std::copy(data, &data[rows*cols], src.data);
    }

    /* for C++11:

    matrix(matrix<T> &&src) : rows(0), cols(0), data(nullptr) {
        src.swap(*this);
    }
    */

    ~matrix() {
        delete [] data;
    }

    T& operator()(size_t row, size_t col) {
        return data[(row * cols) + col];
    }

    T operator()(size_t row, size_t col) const {
        return data[(row * cols) + col];
    }

    void swap(matrix<T>& other) noexcept
    {
        std::swap(rows, other.rows);
        std::swap(cols, other.cols);
        std::swap(data, other.data);
    }

    matrix<T>& operator=(const matrix<T>& other) {
        if (&other != this) {
            matrix<T>(other).swap(*this);
        }
        return *this;
    }

    /* for C++11:

    matrix<T>& operator=(matrix<T> &&other) {
        other.swap(*this);
        return *this;
    }
    */
};

在后一种情况下，复制赋值和移动赋值运算符可以在C ++ 11中合并为一个运算符：

matrix<T>& operator=(matrix<T> other) {
    other.swap(*this);
    return *this;
}

或者，您可以使用std::vector跟随Zero规则，让编译器和STL为您完成所有工作：

template <typename T>
class matrix {
private:
    std::vector<T> data;
    size_t const rows, cols;

public:
    matrix(size_t rows, size_t cols) : rows(rows), cols(cols), data(rows*cols) {
    }

    T& operator()(size_t row, size_t col) {
        return data[(row * cols) + col];
    }

    T operator()(size_t row, size_t col) const {
        return data[(row * cols) + col];
    }
};

因为我在operator=函数中没有默认构造函数，所以这里的数据只是垃圾，对吗？

不，因为operator=只能在之前构造的对象上调用，就像任何其他类实例方法一样。

即使我有一个默认的构造函数，它会被调用吗？

在你展示的例子中，没有。

我想澄清一点，我只关注这样的电话：
matrix<int> A = B;

该声明根本不会调用operator=。使用=只是语法糖，编译器实际上执行复制构造，就好像你已经写了这样：

matrix<int> A(B);

这需要一个您尚未实现的复制构造函数，而编译器生成的复制构造函数不足以制作数组的深层副本。

复制作业看起来更像是这样：

matrix<int> A; // <-- default construction
A = B; // <-- copy assignment

matrix<int> A(B); // <-- copy construction
A = C; // <-- copy assignment

Answer 3

因为我在operator =函数中没有默认构造函数，所以这里的数据只是垃圾，对吗？

没有

即使我有一个默认的构造函数，它会被调用吗？

没有

然而，存在内存泄漏。您没有释放构造对象时分配的内存。

Answer 4

您可以初始化matrix对象，然后对此对象使用operator=。在这种情况下，此data对象中的matrix不会是垃圾，因为它已经初始化。

如果您使用operator=作为未初始化的matrix实例，例如matrix<int> a = b;，其中b已初始化，则表示您正在调用复制构造函数，由编译器自动生成。在这两种情况下，都没有垃圾值。

=运算符是否在C ++中调用构造函数/ new？

4 个答案: