避免在复制构造函数和运算符=中重复相同的代码

Avoid repeating the same code in copy constructor and operator=

本文关键字：代码 复制 构造函数 运算符      更新时间：2023-10-16

在c++中，当类包含动态分配的数据时，显式定义复制构造函数、运算符=和析构函数通常是合理的。但这些特殊方法的活动是重叠的。更具体地说，operator=通常首先进行一些销毁，然后进行类似于复制构造函数中的处理。

我的问题是如何在不重复相同代码行的情况下以最佳方式编写，并且不需要处理器进行不必要的工作（如不必要的复制）。

我最终通常会得到两种帮助方法。一个用于建设，一个用于破坏。第一个是从复制构造函数和运算符=中调用的。第二个由析构函数和运算符=使用。

以下是示例代码：

    template <class T>
    class MyClass
    {
        private:
        // Data members
        int count;
        T* data; // Some of them are dynamicly allocated
        void construct(const MyClass& myClass)
        {
            // Code which does deep copy
            this->count = myClass.count;
            data = new T[count];
            try
            {
                for (int i = 0; i < count; i++)
                    data[i] = myClass.data[i];
            }
            catch (...)
            {
                delete[] data;
                throw;
            }
        }
        void destruct()
        {
            // Dealocate all dynamicly allocated data members
            delete[] data;
        }
        public: MyClass(int count) : count(count)
        {
            data = new T[count];
        }
        MyClass(const MyClass& myClass)
        {
            construct(myClass);
        }
        MyClass& operator = (const MyClass& myClass)
        {
            if (this != &myClass)
            {
                destruct();
                construct(myClass);
            }
            return *this;
        }
        ~MyClass()
        {
            destruct();
        }
    };

这是正确的吗？这样划分代码是个好习惯吗？

一个初始注释：operator=不通过破坏，但通过建设。否则，它将离开如果构造通过例外因此，您的代码不正确。（注意自我分配测试的必要性通常表明赋值运算符不正确。）

处理此问题的经典解决方案是交换习惯用法：添加成员功能交换：

void MyClass:swap( MyClass& other )
{
    std::swap( count, other.count );
    std::swap( data, other.data );
}

保证不会投掷。（这里，它只是交换一个int和一个指针，两者都不能投掷。）然后你将分配运算符实现为：

MyClass& MyClass<T>::operator=( MyClass const& other )
{
    MyClass tmp( other );
    swap( tmp );
    return *this;
}

这是简单而直接的，但任何解决方案在开始之前，所有可能失败的操作都已完成改变数据是可以接受的。对于像您这样的简单案例代码，例如：

MyClass& MyClass<T>::operator=( MyClass const& other )
{
    T* newData = cloneData( other.data, other.count );
    delete data;
    count = other.count;
    data = newData;
    return *this;
}

（其中cloneData是一个成员函数，它做的大部分事情您的construct会，但会返回指针，并且不会修改this中的任何内容）。

编辑：

与你最初的问题没有直接关系，但一般来说在这种情况下，您确实不希望在中执行new T[count]cloneData（或construct或其它）。这构建了所有T的默认构造函数，然后分配它们。这样做的惯用方法是：

T*
MyClass<T>::cloneData( T const* other, int count )
{
    //  ATTENTION! the type is a lie, at least for the moment!
    T* results = static_cast<T*>( operator new( count * sizeof(T) ) );
    int i = 0;
    try {
        while ( i != count ) {
            new (results + i) T( other[i] );
            ++ i;
        }
    } catch (...) {
        while ( i != 0 ) {
            -- i;
            results[i].~T();
        }
        throw;
    }
    return results;
}

大多数情况下，这将使用单独的（私人）管理器来完成类别：

//  Inside MyClass, private:
struct Data
{
    T* data;
    int count;
    Data( int count )
        : data( static_cast<T*>( operator new( count * sizeof(T) ) )
        , count( 0 )
    {
    }
    ~Data()
    {
        while ( count != 0 ) {
            -- count;
            (data + count)->~T();
        }
    }
    void swap( Data& other )
    {
        std::swap( data, other.data );
        std::swap( count, other.count );
    }
};
Data data;
//  Copy constructor
MyClass( MyClass const& other )
    : data( other.data.count )
{
    while ( data.count != other.data.count ) {
        new (data.data + data.count) T( other.date[data.count] );
        ++ data.count;
    }
}

（当然，还有任务的交换习语）。这允许多个计数/数据对，没有任何丢失异常的风险安全

我认为这没有任何固有的问题，只要你确保不声明construct或destruct virtual。

您可能对Effective C++（Scott Meyers）的第2章感兴趣，该章完全致力于构造函数、复制运算符和析构函数。

至于异常，您的代码没有按应有的方式处理，请考虑第10&11在更有效的C++（Scott Meyers）中。

通过首先复制右侧，然后与其交换来实现赋值。通过这种方式，您还可以获得上面的代码所没有提供的异常安全性。如果construct（）失败，则可能会导致容器损坏。否则，因为成员指针引用了一些已释放的数据，而在销毁时，这些数据将再次被释放，从而导致未定义的行为。

foo&
foo::operator=(foo const& rhs)
{
   using std::swap;
   foo tmp(rhs);
   swap(*this, tmp);
   return *this;
}
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