C++深入理解（一）——自定义类中重载运算符返回引用以及连续赋值的机制理解
0. 写作目的
好记性不如烂笔头。
结论：在自定义的类中，运算符重载需要返回类对象的引用。如果返回的是类对象，则在赋值的过程中会调用拷贝构造函数，引起不必要的运算。如果返回的是void，则不能进行连续赋值（如a = b = c）。
（补充：在自定义类的对象连续赋值中a = b = c（a,b,c均为新定义的类的实例），
当运算符重载函数返回的是类对象引用时，其过程为，b = c调用运算符重载函数，返回b的引用，然后a = b调用运算符重载函数，返回a 的引用。
当运算符重载函数返回的是类对象时，其过程为，b = c先调用运算符重载函数，该函数结束后，由于返回的是类对象，因此在a = b = c这行代码中会创建一个临时类对象tem_c，用于接收运算符重载之后的结果，此时会调用拷贝构造函数tem_c( *this )，其中this是运算符重载函数中的。同时a = tem_c调用运算符重载函数，然后在a = b = c创建一个临时类对象tem_a，然后调用拷贝构造函数tem_a( *this )，然后释放tem_a（析构函数），再释放tem_c（析构函数））。
（补充2：自定义的类，C++编译器会自动创建6个函数，其中（默认的move constructor 和 默认的move assignment operator函数是从C++11之后有的，由于平时不采用这两种函数进行赋值，因此不对此进行考虑）。主要关注其余4中默认函数——默认构造函数（default constructor），拷贝构造函数(copy constructor)，赋值运算符重载函数(copy assignment operator)和析构函数(Destructor) [1]。）
1. 运算符重载返回对象
#include
#include
using namespace std;
class CStudent
{
public:
CStudent(char *pName) :m_pName(NULL)
{
if (NULL == pName)
{
return;
}
m_pName = new char[strlen(pName) + 1];
strcpy(m_pName, pName);
printf("CStudent: address:0x%08x name:%s\n", this, m_pName);
}
~CStudent()
{
printf("~CStudent: address:0x%08x name:%s\n", this, m_pName);
delete []m_pName;
}
//拷贝构造函数
CStudent(const CStudent &a) :m_pName(NULL)
{
if (NULL == a.m_pName)
{
cout<<"reference"<m_pName = new char[len + 20];
memset(m_pName, 0, len + 20);
strcpy(m_pName, a.m_pName);
strcat(m_pName, "_copy_construct"); // 为了测试
printf("copy construct: address:0x%08x name:%s\n", this, this->m_pName);
}
public:
#if 1
//重载赋值函数 返回对象
CStudent operator=(const CStudent &b)
{
if (&b == this)
{
return *this;
}
if (NULL == b.m_pName)
{
delete []m_pName;
m_pName = NULL;
return *this;
}
delete []m_pName;
int len=strlen(b.m_pName);
m_pName=new char[len+1];
memset(m_pName, 0, len+1);
strcpy(m_pName,b.m_pName);
return *this;
}
#else
//重载赋值函数 返回引用
CStudent& operator=(const CStudent &b)
{
if (&b == this)
{
return *this;
}
if (NULL == b.m_pName)
{
delete []m_pName;
m_pName = NULL;
return *this;
}
delete []m_pName;
int len = strlen(b.m_pName);
m_pName = new char[len + 1];
memset(m_pName, 0, len+1);
strcpy(m_pName, b.m_pName);
return *this;
}
#endif
//或者 我们也可以这样重载赋值运算符 即不返回任何值。如果这样的话，他将不支持客户代码中的链式赋值
//例如a=b=c will be prohibited!
//void operator=(const CStudent &a);
private:
char *m_pName;
};
int main()
{
{
CStudent liubei("liubei");
CStudent guanyu("guanyu");
CStudent zhangfei("zhangfei");
//CStudent dd(NULL);
//CStudent ff(dd);
liubei = guanyu = zhangfei;
}
system("pause");
return 0;
}
运行结果：
这里为了说明问题，在拷贝构造函数中添加了类对象的处理，因此出现了上图结果中最后一行析构函数中出现了zhang_fei_copy_construct的结果。在实际中肯定不会这样做，因此实际在写代码中，返回引用和返回对象的结果都一样，但是由于返回对象的运算符重载函数多了拷贝构造函数的调用， 而且当运算顺序为（a=b）=c时，结果与预想的结果不同，因此建议使用运算符重载函数返回引用。
当把上述代码修改为时：
(liubei = guanyu) = zhangfei运行结果为（为什么结果是这样的，由于 liubei = guanyu 先调用运算符重载函数得到结果，产生一个临时对象tem_c，然后调用拷贝构造函数tem_c(*this), *this是运算符重载函数的返回对象，同时tem_c = zhangfei调用了运算符重载函数，得到一个临时对象tem_a，然后调用拷贝构造函数tem_a(*this)，因此得到如下结果）：
2. 运算符重载函数返回类对象的引用
#include
#include
using namespace std;
class CStudent
{
public:
CStudent(char *pName) :m_pName(NULL)
{
if (NULL == pName)
{
return;
}
m_pName = new char[strlen(pName) + 1];
strcpy(m_pName, pName);
printf("CStudent: address:0x%08x name:%s\n", this, m_pName);
}
~CStudent()
{
printf("~CStudent: address:0x%08x name:%s\n", this, m_pName);
delete []m_pName;
}
//拷贝构造函数
CStudent(const CStudent &a) :m_pName(NULL)
{
if (NULL == a.m_pName)
{
cout<<"reference"<m_pName = new char[len + 20];
memset(m_pName, 0, len + 20);
strcpy(m_pName, a.m_pName);
strcat(m_pName, "_copy_construct"); // 为了测试
printf("copy construct: address:0x%08x name:%s\n", this, this->m_pName);
}
public:
#if 0
//重载赋值函数 返回对象
CStudent operator=(const CStudent &b)
{
if (&b == this)
{
return *this;
}
if (NULL == b.m_pName)
{
delete []m_pName;
m_pName = NULL;
return *this;
}
delete []m_pName;
int len=strlen(b.m_pName);
m_pName=new char[len+1];
memset(m_pName, 0, len+1);
strcpy(m_pName,b.m_pName);
return *this;
}
#else
//重载赋值函数 返回引用
CStudent& operator=(const CStudent &b)
{
if (&b == this)
{
return *this;
}
if (NULL == b.m_pName)
{
delete []m_pName;
m_pName = NULL;
return *this;
}
delete []m_pName;
int len = strlen(b.m_pName);
m_pName = new char[len + 1];
memset(m_pName, 0, len+1);
strcpy(m_pName, b.m_pName);
return *this;
}
#endif
//或者 我们也可以这样重载赋值运算符 即不返回任何值。如果这样的话，他将不支持客户代码中的链式赋值
//例如a=b=c will be prohibited!
//void operator=(const CStudent &a);
private:
char *m_pName;
};
int main()
{
{
CStudent liubei("liubei");
CStudent guanyu("guanyu");
CStudent zhangfei("zhangfei");
//CStudent dd(NULL);
//CStudent ff(dd);
liubei = guanyu = zhangfei;
}
system("pause");
return 0;
}
运行结果：
当把上述代码修改为时：
(liubei = guanyu) = zhangfei运行结果为（运行过程为： liubei = guanyu先调用运算符重载函数，由于返回的是liubei的引用，因此进行 liubei = zhangfei调用运算符重载函数）：
[Reference]
[1]代码参考：https://blog.csdn.net/miyunhong/article/details/51149376