Рассмотрим очень простой класс строк string:
struct string {
char* p;
int size; // размер вектора, на который указывает p
string(int sz) { p = new char[size=sz]; }
~string() { delete p; }
};
Строка - это структура данных, состоящая из вектора символов и длины этого вектора. Вектор создается конструктором и уничтожается деструктором. Однако это может привести к неприятностям.
Например:
void f()
{
string s1(10);
string s2(20);
s1 = s2;
}
будет размещать два вектора символов, а присваивание s1=s2 будет портить указатель на один из них и дублировать другой. На выходе из f() для s1 и s2 будет вызываться деструктор и уничтожать один и тот же вектор с непредсказуемо разрушительными последствиями. Решение этой проблемы состоит в том, чтобы соответствующим образом определить присваивание объектов типа string:
struct string {
char* p;
int size; // размер вектора, на который указывает p
string(int sz) { p = new char[size=sz]; }
~string() { delete p; }
void operator=(string&)
};
void string::operator=(string& a)
{
if (this == &a) return; // остерегаться s=s;
delete p;
p=new char[size=a.size];
strcpy(p,a.p);
}
Это определение string гарантирует, и что предыдущий пример будет работать как предполагалось. Однако небольшое изменение f() приведет к появлению той же проблемы в новом облике:
void f()
{
string s1(10);
s2 = s1;
}
Теперь создается только одна строка, а уничтожается две. К неинициализированному объекту определенная пользователем операция присваивания не применяется. Беглый взгляд на string::operator=() объясняет, почему было неразумно так делать: указатель p будет содержать неопределенное и совершенно случайное значение. Часто операция присваивания полагается на то, что ее аргументы инициализированы. Для такой инициализации, как здесь, это не так по определению. Следовательно, нужно определить похожую, но другую, функцию, чтобы обрабатывать инициализацию:
struct string {
char* p;
int size; // размер вектора, на который указывает p
string(int sz) { p = new char[size=sz]; }
~string() { delete p; }
void operator=(string&)
string(string&);
};
void string::string(string& a)
{
p=new char[size=a.size];
strcpy(p,a.p);
}
Для типа X инициализацию тем же типом X обрабатывает конструктор X(X&). Нельзя не подчеркнуть еще раз, что присваивание и инициализация - разные действия. Это особенно существенно при описании деструктора. Если класс X имеет конструктор, выполняющий нетривиальную работу вроде освобождения памяти, то скорее всего потребуется полный комплект функций, чтобы полностью избежать побитового копирования объектов:
class X {
// ...
X(something); // конструктор: создает объект
X(&X); // конструктор: копирует в инициализации
operator=(X&); // присваивание: чистит и копирует
~X(); // деструктор: чистит
};
Есть еще два случая, когда объект копируется: как параметр функции и как возвращаемое значение. Когда передается параметр, инициализируется неинициализированная до этого переменная - формальный параметр. Семантика идентична семантике инициализации. То же самое происходит при возврате из функции, хотя это менее очевидно. В обоих случаях будет применен X(X&), если он определен:
string g(string arg)
{
return arg;
}
main()
{
string s = "asdf";
s = g(s);
}
Ясно, что после вызова g() значение s обязано быть "asdf". Копирование значения s в параметр arg сложности не представляет: для этого надо взывать string(string&). Для взятия копии этого значения из g() требуется еще один вызов string(string&); на этот раз инициализируемой является временная переменная, которая затем присваивается s. Такие переменные, естественно, уничтожаются как положено с помощью string::~string() при первой возможности.
|
