Note of Justin

[原創(chuàng)文章歡迎轉(zhuǎn)載，但請(qǐng)保留作者信息]
Justin 于 2009-11-12

第十項(xiàng)所言無(wú)他，就是要記得定義拷貝運(yùn)算符時(shí)要返回對(duì)象自身的引用(*this)。原因很簡(jiǎn)單，你會(huì)有連著用=號(hào)的時(shí)候(a=b=c)，如果不返回對(duì)象的引用這一串賦值式子就無(wú)法傳遞下去。

Item11說(shuō)的也是拷貝運(yùn)算符，不過(guò)側(cè)重點(diǎn)在使用=號(hào)對(duì)自身賦值的特殊情況(a=a)。再繼續(xù)下去之前Scott先是舉了個(gè)很傻的例子：一個(gè)賦值函數(shù)

class ?Bitmap? { // ..}

class ?Widget? {
// ..
private :
???Bitmap? * pb;
}
???
Widget &
Widget:: operator = ( const ?Widget & ?rhs)
{
???delete?pb;
???pb? = ? new ?Bitmap( * rhs.pb);
??? return ? * this ;
}

這樣的一個(gè)傻傻賦值函數(shù)有兩個(gè)問(wèn)題：
?? 1. 在自賦值的時(shí)候是要出事的。(在自賦值的時(shí)候：pb被釋放之后，緊接著就又被當(dāng)作右值來(lái)構(gòu)造新的對(duì)象……)
?? 2. 在發(fā)生異常的時(shí)候也是要出事的。(設(shè)想如果在new的過(guò)程中出錯(cuò)然后拋出異常，結(jié)果就是我們的pb成了野指針：它指向一個(gè)已經(jīng)delete了的內(nèi)存空間，你無(wú)法再次delete它，也不能讀，因?yàn)槟悴恢滥阕x到的是什么@#￥%)

于是就有了以下應(yīng)付自賦值的策略：

1. 在函數(shù)入口檢查是否屬于自拷貝(例如：檢查指針是否指向同一片內(nèi)存)，如果是，啥也不干直接返回。否則屬于正常情況的拷貝。偷個(gè)懶，用書上的術(shù)語(yǔ)：這樣解決了self-assignment-unsafe的問(wèn)題，但是沒(méi)能避免exception-unsafe。
2. 第二種方法比較簡(jiǎn)單，只是整理一下指令的順序。但是卻同時(shí)解決了自賦值和拋出異常帶來(lái)的問(wèn)題。繼續(xù)無(wú)恥的抄寫代碼一段：
   Widget&
   Widget::operator=(const?Widget&?rhs)
   {
   ???Bitmap?*pOrig?=?pb;???????????????//?remember?original?pb
   ???pb?=?new?Bitmap(*rhs.pb);??????//?make?pb?point?to?a?copy?of?*pb
   ???delete?pOrig;???????????????????????? //?delete?the?original?pb
   ???return?*this;
   }
   這樣的做法在解決以上兩個(gè)問(wèn)題的同時(shí)卻也降低了執(zhí)行的效率：不論什么情況，這個(gè)賦值函數(shù)都要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的Bitmap對(duì)象。
   當(dāng)然，Scott也辯證地道出了第一種方法的額外支出：判斷語(yǔ)句必然地引入了程序的分支(branch)，于是指令的預(yù)取(prefetch)、緩沖(caching)、流水線處理(pipelining)的效率就會(huì)被降低。
3. Copy And Swap。很深?yuàn)W的樣子。實(shí)際上就是改賦值為交換。例子在下面：
   

   Widget&
   Widget::operator=(Widget?rhs)????//?rhs?is?a?copy?of?the?object
   {?????????????????????????????????????//?passed?in?—?note?pass?by?val
   ???swap(rhs);???????????????????????????//?swap?*this's?data?with
   ????????????????????????????????????? ?????? //?the?copy's
   ???return?*this;
   }

   
   利用參數(shù)傳值，隱性的構(gòu)造了一個(gè)Widget對(duì)象。然后將新對(duì)象和本對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員交換，達(dá)到為本對(duì)象賦值的效果。新的臨時(shí)對(duì)象在跳出函數(shù)后自動(dòng)銷毀。剛才說(shuō)的兩個(gè)unsafe，都不會(huì)存在。
   不過(guò)又要回來(lái)說(shuō)效率，我總覺(jué)得這樣開銷還是大了，無(wú)論什么時(shí)候都要構(gòu)造新的對(duì)象。而且Scott本人也說(shuō)用swap來(lái)完成賦值的做法有點(diǎn)邏輯混淆。不過(guò)他老人家也說(shuō)了，這樣做很有可能讓編譯器生成更有效率的代碼(！！)沒(méi)有驗(yàn)證過(guò)，暫且相信吧【等待論證的占位符】

最后要炒的是第12項(xiàng)，講的也還是拷貝運(yùn)算符：如何保證在賦值/拷貝的時(shí)候能夠?qū)⑺械某蓡T完整拷貝過(guò)去？對(duì)于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)成員，編譯器自動(dòng)生成的拷貝函數(shù)可以保證一個(gè)不漏都幫你拷貝；如果是比較復(fù)雜的成員(比如說(shuō)指向一片內(nèi)存空間的指針)，編譯器就沒(méi)有足夠的智商把這些成員拷貝到另外一個(gè)對(duì)象中去了。

自己動(dòng)手豐衣足食，還是要自己寫。
然而人寫的東西終究還是會(huì)有各種問(wèn)題，比如說(shuō)：

1. 在增加類成員以后有可能忘記更新拷貝函數(shù)(典型丟三落四……)，顯然的結(jié)果就是新增加的數(shù)據(jù)成員沒(méi)有在拷貝函數(shù)中得到關(guān)照，拷貝不完全。
2. 子類的拷貝函數(shù)把自己的成員都拷貝了，但是卻漏了把父類對(duì)象的成員拷貝到新的對(duì)象中。

第一個(gè)問(wèn)題沒(méi)人能幫忙，只能靠自己小心。
第二個(gè)問(wèn)題，方法比較直接了：在子類的拷貝函數(shù)中調(diào)用父類的拷貝函數(shù)(老爸，勞煩您也拷貝一下吧～～)，代碼：

Widget &
Widget:: operator ? = ?(Widget?src)??
{
???swap(src);??????????????????????????????????? // copy-and-swap
???WidgetParent:: operator ? = ?(src);?????? // invoking?the?parent's?copy?assignment?operator
??? return ? * this ;
}

最后的最后，通常來(lái)說(shuō)在拷貝函數(shù)和拷貝構(gòu)造函數(shù)中的實(shí)現(xiàn)大多相同，大師就很貼心的提醒：不要在拷貝函數(shù)中調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)或者反之。如果真的需要避免代碼的重復(fù)，大可定義一個(gè)私有的函數(shù)來(lái)負(fù)責(zé)前面兩者相同的部分。