条款12 赋值和初始化并不相同
初始化和赋值是不同的操作,它们具有不同的用途和实现。
直截了当地说,赋值发生于赋值时,除此之外,遇到所有其他的复制情形均为初始化,包括声明、函数返回、参数传递以及捕获异常中的初始化。
赋值和初始化本质上是不同的操作,不仅仅因为它们用于不同的上下文,而且还因为它们做的事情不同。对于int或double这样的内建类型来说,这种操作上的不同并不明显,因为在这种情况下,赋值和操作不过是简单地复制一些位而已(另请参考“引用是别名而非指针”[条款5]):
- int a = 12; // 初始化,将0X000C复制给a
- a = 12; // 赋值,将0X000C复制给a
然而,对于用户自定义类型来说,情况却截然不同。考虑如下简单的非标准字符串类:
- class String {
- public:
- String( const char *init ); // 故意不标为explicit!
- ~String();
- String( const String &that );
- String &operator =( const String &that );
- String &operator =( const char *str );
- void swap( String &that );
- friend const String // 用于连接字符串
- operator +( const String &, const String & );
- friend bool operator <( const String &, const String & );
- //...
- private:
- String( const char *, const char * ); // 计算性的构造函数
- char *s_;
- };
采用字符串初始化一个String对象很简单。先分配一个足够大的缓冲区,用于容纳该字符串的复制,然后执行复制动作:
- String::String( const char *init ) {
- if( !init ) init = "";
- s_ = new char[ strlen(init)+1 ];
- strcpy( s_, init );
- }
析构函数也很直观:
- String::~String() { delete [] s_; }
赋值比构造复杂一些:
- String &String::operator =( const char *str ) {
- if( !str ) str = "";
- char *tmp = strcpy( new char[ strlen(str)+1 ], str );
- delete [] s_;
- s_ = tmp;
- return *this;
- }
赋值有点像一个析构动作后跟一个构造动作。对于复杂的用户自定义类型来说,目标(左侧,或者说this)在采用源(右侧,或者说str)重新初始化之前必须被清理掉。对于String类型来说,String现有的字符缓冲区在被附加上一个新的字符缓冲区之前必须被释放掉。参见“异常安全的函数” [条款39]以便了解对语句顺序的解释。(顺便提及,就像每周都有人“发明”新思想一样,那种采用显式析构函数调用和使用placement new调用构造函数来实现赋值的做法并非总能行得通,而且不是异常安全的。不要那么做!)
由于一个正当的赋值操作会清掉左边的实参,因此永远都不应该对一个未初始化的存储区执行用户自定义赋值操作:
- String *names = static_cast<String *>(::operator new( BUFSIZ ));
- names[0] = "Sakamoto"; // 哎呀!delete []未被初始化的指针names!
在这个例子中,names指向未初始化的存储区,因为我们直接调用了operator new,从而避免了通过String的默认构造函数执行的隐式初始化动作,因此names指向一块填充着随机位的内存。当String赋值操作符在第二行代码中被调用时,它试图对一个未初始化的指针执行一个array delete操作(参见“placement new” [条款35]),以便了解一种执行类似于这种赋值操作的安全方式)。
由于构造函数比赋值操作符做的事少(因为构造函数可以假定它肯定是在处理一个未初始化的存储区),因此,一个实现有时利用所谓的“计算性构造函数”(computational constructor)来提高效率:
- const String operator +( const String &a, const String &b )
- { return String( a.s_, b.s_ ); }
这个带有两个参数的计算性构造函数无意成为String类接口的一部分,因此它声明为private。
- String::String( const char *a, const char *b ) {
- s_ = new char[ strlen(a)+strlen(b)+1 ];
- strcat( strcpy( s_, a ), b );
- }