程式員面試題精選（30）：異常安全的賦值運算子多載函數

題目：類CMyString的聲明如下：

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

private:
      char* m_pData;
};

請實現其賦值運算子的重載函數，要求異常安全，即當對一個對象進行賦值時發生異常，對象的狀態不能改變。

分析：首先我們來看一般C++教科書上給出的賦值運算子的重載函數：

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;
}

我們知道，在分配記憶體時有可能發生異常。當執行語句new char[strlen(str.m_pData) + 1]發生異常時，程式將從該賦值運算子的重載函數退出不再執行。注意到這個時候語句delete []m_pData已經執行了。也就是說賦值操作沒有完成，但原來對象的狀態已經改變。也就是說不滿足題目的異常安全的要求。

為了滿足異常安全這個要求，一個簡單的辦法是掉換new、delete的順序。先把記憶體new出來用一個臨時指標儲存起來，只有這個語句正常執行完成之後再執行delete。這樣就能夠保證異常安全了。

下面給出的是一個更加優雅的實現方案：

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;
}

該方案通過調用構造拷貝函數建立一個臨時對象來分配記憶體。此時即使發生異常，對原來對象的狀態沒有影響。交換臨時對象和需要賦值的對象的字串指標之後，由於臨時對象的生命週期結束，自動調用其解構函式釋放需賦值對象的原來的字串空間。整個函數不需要顯式用到new、delete，記憶體的分配和釋放都自動完成，因此代碼顯得比較優雅。