c ++重载运算符,赋值,深层复制和加法

时间:2009-06-07 14:08:48

标签: c++ operator-overloading deep-copy

我正在对操作员超载进行一些探索,同时重新阅读我的一些旧的大学教科书,我认为我误解了一些东西,所以希望这对某些人来说是个不错的声誉回答者。如果这是重复,请指出我正确的方向。

我创建了一个简单的计数器类,在(在这个阶段)有一个成员,val(一个int)。

我初始化了其中三个计数器,varOne为varThree,并希望第三个计数器为前两个计数器的总和(例如,varThree.val在下面的代码中设置为5)

counter::counter(int initialVal)
{
    val = initialVal;
    //pVal = new int;
    //*pVal = 10; // an arbitrary number for now
}

int main (int argc, char const* argv[])
{
    counter varOne(3), varTwo(2), varThree;
    varThree = varOne + varTwo;

    return 0;
}

我重载了operator +,就像这样:

counter operator+(counter& lhs, counter& rhs)
{
    counter temp(lhs.val + rhs.val);
    return temp;
}

我已将此作为非成员函数,并且是计数器类的朋友,以便它可以访问私有值。

我的问题在添加另一个私有成员 pVal (指向int的指针)时开始。添加这意味着我不能再执行简单的varThree = varOne复制,因为当varOne被销毁时,varThree.pVal仍将指向相同的内存位。

我按如下方式重载了operator=

int counter::getN()
{
    return *newVal;
}

counter& counter::operator=(counter &rhs)
{
    if (this == &rhs) return *this;
    val = rhs.val;
    delete pVal;
    pVal = new int;
    *pVal = rhs.getN();
    return *this;
}

现在,如果我执行varThree = varOne之类的操作,则所有内容都会正确复制,但尝试执行varThree = varOne + varTwo时会出现以下错误:

counter.cpp: In function ‘int main(int, const char**)’:
counter.cpp:96: error: no match for ‘operator=’ in ‘varThree = operator+(counter&, counter&)(((counter&)(& varTwo)))’
counter.cpp:55: note: candidates are: counter& counter::operator=(counter&)
make: *** [counter] Error 1

好像counter::operator=无法处理来自operator+的返回输出,并且我需要进一步重载operator=以接受operator+所属的类型回来了,但我没有运气,我开始认为也许我做了一些根本错误的事情。

3 个答案:

答案 0 :(得分:11)

您需要将参数作为const引用传递。例如:

counter& counter::operator=( const counter &rhs )

类似于operator +()。这是必要的,以便能够将临时值绑定到函数参数。按值返回时会创建临时值,因此当您说:

varOne + varTwo

创建无名临时。这是正确的做法,但你必须确保诸如赋值op之类的函数可以通过使它们的参数为const来接受这些值。

您还需要为您的类实现复制构造函数和析构函数,但缺少这些不会导致编译错误(不幸的是)。

答案 1 :(得分:1)

解决此问题的另一种方法是使用PImpl模式并交换赋值运算符。假设你还有一个counter(int)构造函数,你可以编写operator =,如下所示

counter& counter::operator=(const counter& rhs) {
  counter temp(rhs.getN());
  std::swap(&pVal,rhs.pVal);
  return *this;
}

这有利于将凌乱的内存管理功能留在构造函数和析构函数中。

答案 2 :(得分:1)

这里的关键(如前一张海报所述)但值得强调的是,C ++中的表达式可以分为rvalues或lvalues。

他们在这些类别背后有很多细节,但是引导你直觉的有用启发式是:如果你可以获取表达式的地址(例如变量)它是一个左值(这里的故事还有很多,但这是一个很好的起点)。

如果它确实不是左值,它是一个右值 - 对于右值的一个有用的启发式是它们代表编译器实例化的“隐藏”临时对象以使代码工作。这些对象是由幕后编译器创建和销毁的。

为什么这里有关系?

好吧,在C ++ 98/03中(我猜你正在使用它),请记住以下两条规则:

1)只有左值表达式可以绑定到非const引用(忽略强制转换) 2)rvalue表达式只能绑定到const引用(忽略强制转换)

一个例子在这里会有所帮助:

// Consider the function foo below - it returns an int - 
// whenever this function is called, the compiler has
// to behave as if a temporary int object with the value 5 is returned.
// The use of 'foo()' is an expression that is an rvalue - try typing &foo() -
// [Note: if foo was declared as int& foo(), the story gets complicated, so
//   i'll leave that for another post if someone asks]

int foo() { return 5; }

void bind_r(int& r) { return; }
void bind_cr(const int& cr) { return; }

int main()
{
   int i = 10;  // ok
   int& ri = i; // ok binding lvalue to non-const reference, see rule #1
   int& ri2 = foo(); // Not ok, binding a temporary (rvalue) to a non-const reference 
        // The temporary int is created & destroyed by compiler here

   const int& cri = foo(); // ok - see rule #2, temporary int is NOT destroyed here

  //Similarly
   bind_r(i); // ok - rule #1
   bind_r(foo()); // NOT ok - rule #2
   bind_cr(foo()); // ok - rule #2


  // Since the rules above keep you out of trouble, but do not exhaust all possibilities
  // know that the following is well-formed too:
  const int& cri2 = i;
  bind_cr(i);
  bind_cr(cri);
  bind_cr(cri2); 

}

当你将一个rvalue绑定到一个const引用时,你基本上将临时对象的生命周期延长到引用的生命周期(在这种情况下是范围)(并且编译器不能只在它的末尾销毁它)表达式) - 所以你最终得到了对有效对象的引用。

我希望这有助于理解为什么必须将赋值运算符声明为接受const引用而不仅仅是非const引用,这是正确推荐的其他海报之一。

P.S。您的代码还有一些其他问题(例如,为什么要销毁和创建对象在每个赋值时专门指向的内存,以及缺少复制构造函数和析构函数),如果没有人解决它们的问题这篇文章出现了,我会:)

P.S。也许值得一提的是,C ++ 0x增加了一些称为rvalue引用(非const)的东西,它优先绑定到rvalues并为程序员提供极其强大的优化机会(无需依赖编译器的优化功能) - 它们也有助于解决在C ++中创建完美转发函数的问题 - 但现在我们正在离题;)