關(guān)于對(duì)象的自我賦值行為

所謂的自我賦值，指得就是一個(gè)對(duì)象賦值給自己的簡(jiǎn)單行為，但這種看起來人畜無害動(dòng)作，在某些情形下卻可能會(huì)使得你的代碼崩潰。

自我賦值的語句，就像這樣：

Widget w;

w = w;

很明顯，這是一段愚蠢的代碼。但既然我們提到自我賦值會(huì)引發(fā)問題，那我們先來澄清一下自我賦值的情況其實(shí)有時(shí)并不是那么顯而易見的，并不一定都像上述代碼那么愚蠢，它們還可能是這樣：

a[i] = a[j];

*px = *py;

class base { ... };

class derived : base { ... };

void f(derived *p, base &r);

以上代碼中，a[i] 和 a[j] 有可能是同一對(duì)象，兩個(gè)不同的指針 px 和 py 有可能指向同一對(duì)象，而基類引用 r 也完全有可能引用了指針 p 所指向的同一對(duì)象。它們這看起來，要比前面的代碼隱蔽多了。

下面來說說，為什么自我賦值會(huì)有危險(xiǎn)?？紤]一個(gè)儲(chǔ)存了一張 Jpeg 圖片數(shù)據(jù)的類：

class Image

{

    ... ...

private:

    Jpeg *p;

};

下面是 Image 類的 operator=() 的實(shí)現(xiàn)代碼，看起來合情合理：

Image &operator=(const Image &r)

{

    delete p;

    p = new Jpeg( *r.p );

    return *p;

}

但，如果 r 跟調(diào)用對(duì)象是同一對(duì)象時(shí)，那將意味著在執(zhí)行 delete p 之時(shí)就已經(jīng)將 r 的圖像數(shù)據(jù)刪除了，此時(shí)再去根據(jù)此數(shù)據(jù) new 一個(gè)新對(duì)象將會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤。糾正這個(gè)錯(cuò)誤也不難，只要加個(gè)簡(jiǎn)單的判斷：

Image &operator=(const Image &r)

{

    if( *this == r ) // 自我檢測(cè)

        return;

    delete p;

    p = new Jpeg( *r.p );

    return *p;

}

這的確解決了所謂 “自我賦值安全性” 問題，但隨之而來還有另一個(gè)問題，那就是 “異常安全性” 問題，假設(shè)程序在分配堆內(nèi)存時(shí)，不巧發(fā)生了始料未及的錯(cuò)誤，也就是 new 語句發(fā)生了異常，此時(shí)因?yàn)?原先對(duì)象的圖像數(shù)據(jù) p 已經(jīng)被刪除，因此這個(gè)賦值運(yùn)算將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)尷尬的結(jié)局：新的數(shù)據(jù)尚未被正常賦予，舊的數(shù)據(jù)已經(jīng)被匆匆刪除。

因此，我們還需要仔細(xì)打磨以上代碼，可以將之修改為：

Image &operator=(const Image &r)

{

    Jpeg *tmp = this->p;

    p = new Jpeg( *r.p );

    delete tmp;

    return *this;

}

此時(shí)，如果 new 語句再次發(fā)生異常，將不會(huì)對(duì)任何數(shù)據(jù)造成影響，可以免除編寫 自我檢測(cè) 代碼。當(dāng)然，如果恰巧確實(shí)發(fā)生了 自我賦值 事件，那么代碼將會(huì)白白浪費(fèi)時(shí)間創(chuàng)建了一個(gè)原圖像的復(fù)制品，然后讓指針指向新的復(fù)制品上。如果你很在乎這個(gè)事情，你可以將 自我檢測(cè) 代碼重新加到代碼中，可是這又將增加程序的尺寸，引入了一個(gè)新的結(jié)構(gòu)分支，prefetching、caching 和 pipelining 指令的效率都會(huì)被拖累。因此你需要權(quán)衡這二者中的利弊。

總結(jié)：

1. 編寫 operator=() 函數(shù)時(shí)要格外注意操作數(shù)是否是同一對(duì)象。

2. 需要格外注意會(huì)發(fā)生異常（尤其是堆內(nèi)存申請(qǐng)的代碼）的代碼處，是否會(huì)導(dǎo)致程序邏輯的不一致性。

3. 保證任何函數(shù)在同時(shí)操作多個(gè)對(duì)象時(shí)，哪怕有多個(gè)對(duì)象是同一對(duì)象的情況下也能正常執(zhí)行。

    

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