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面试题1：赋值运算符函数

题目：如下为类型CMyString的声明，请为该类型添加赋值运算符函数。

    class CMyString
    {
    public:
        CMyString（char＊ pData = NULL）;
        CMyString（const CMyString& str）;
        ～CMyString（void）;

    private:
        char＊ m_pData;
    };

当面试官要求应聘者定义一个赋值运算符函数时，他会在检查应聘者写出的代码时关注如下几点：

● 是否把返回值的类型声明为该类型的引用，并在函数结束前返回实例自身的引用（即*this）。只有返回一个引用，才可以允许连续赋值。否则如果函数的返回值是void，应用该赋值运算符将不能做连续赋值。假设有3个CMyString的对象：str1、str2和str3，在程序中语句str1=str2=str3将不能通过编译。

● 是否把传入的参数的类型声明为常量引用。如果传入的参数不是引用而是实例，那么从形参到实参会调用一次复制构造函数。把参数声明为引用可以避免这样的无谓消耗，能提高代码的效率。同时，我们在赋值运算符函数内不会改变传入的实例的状态，因此应该为传入的引用参数加上const关键字。

● 是否释放实例自身已有的内存。如果我们忘记在分配新内存之前释放自身已有的空间，程序将出现内存泄露。

● 是否判断传入的参数和当前的实例（*this）是不是同一个实例。如果是同一个，则不进行赋值操作，直接返回。如果事先不判断就进行赋值，那么在释放实例自身的内存的时候就会导致严重的问题：当*this和传入的参数是同一个实例时，那么一旦释放了自身的内存，传入的参数的内存也同时被释放了，因此再也找不到需要赋值的内容了。

❖ 经典的解法，适用于初级程序员

当我们完整地考虑了上述4个方面之后，我们可以写出如下的代码：

    CMyString& CMyString::operator =（const CMyString &str）
    {
        if（this == &str）
            return ＊this;

        delete []m_pData;
        m_pData = NULL;
        m_pData = new char[strlen（str.m_pData） + 1];
        strcpy（m_pData, str.m_pData）;

        return ＊this;
    }

这是一般 C++教材上提供的参考代码。如果接受面试的是应届毕业生或者 C++初级程序员，能全面地考虑到前面四点并完整地写出代码，面试官可能会让他通过这轮面试。但如果面试的是 C++高级程序员，面试官可能会提出更高的要求。

❖ 考虑异常安全性的解法，高级程序员必备

在前面的函数中，我们在分配内存之前先用delete释放了实例m_pData的内存。如果此时内存不足导致new char抛出异常，m_pData将是一个空指针，这样非常容易导致程序崩溃。也就是说一旦在赋值运算符函数内部抛出一个异常，CMyString的实例不再保持有效的状态，这就违背了异常安全性（Exception Safety）原则。

要想在赋值运算符函数中实现异常安全性，我们有两种方法。一个简单的办法是我们先用new分配新内容再用delete释放已有的内容。这样只在分配内容成功之后再释放原来的内容，也就是当分配内存失败时我们能确保 CMyString 的实例不会被修改。我们还有一个更好的办法是先创建一个临时实例，再交换临时实例和原来的实例。下面是这种思路的参考代码：

    CMyString& CMyString::operator =（const CMyString &str）
    {
        if（this != &str）
        {
            CMyString strTemp（str）;

            char＊ pTemp = strTemp.m_pData;
            strTemp.m_pData = m_pData;
            m_pData = pTemp;
        }

        return ＊this;
    }

在这个函数中，我们先创建一个临时实例 strTemp，接着把strTemp.m_pData和实例自身的m_pData做交换。由于strTemp是一个局部变量，但程序运行到 if 的外面时也就出了该变量的作用域，就会自动调用strTemp 的析构函数，把 strTemp.m_pData 所指向的内存释放掉。由于strTemp.m_pData指向的内存就是实例之前m_pData的内存，这就相当于自动调用析构函数释放实例的内存。

在新的代码中，我们在CMyString的构造函数里用new分配内存。如果由于内存不足抛出诸如bad_alloc等异常，我们还没有修改原来实例的状态，因此实例的状态还是有效的，这也就保证了异常安全性。

如果应聘者在面试的时候能够考虑到这个层面，面试官就会觉得他对代码的异常安全性有很深的理解，那么他自然也就能通过这轮面试了。

源代码：

本题完整的源代码详见01_AssignmentOperator项目。

测试用例：

● 把一个CMyString的实例赋值给另外一个实例。

● 把一个CMyString的实例赋值给它自己。

● 连续赋值。

本题考点：

● 考查对C++的基础语法的理解，如运算符函数、常量引用等。

● 考查对内存泄露的理解。

● 对高级C++程序员，面试官还将考查应聘者对代码异常安全性的理解。

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