提高安全性，優雅實現複製與交換：C++中的Copy-and-Swap慣用法

架构师老卢發表於2024-05-03
C++
提高安全性，優雅實現複製與交換：C++中的Copy-and-Swap慣用法

概述：複製並交換（Copy-and-Swap）是C++程式設計中的慣用法，用於實現賦值運算子和確保異常安全的複製建構函式。其核心思想是透過複製建構函式建立臨時副本，再透過交換確保操作的異常安全性。這種方法在C++11之前和之後都適用，但在C++11中，移動語義和右值引用的引入使得實現可以更加高效。

複製並交換（Copy-and-Swap）是一種C++程式設計中的慣用法，通常用於實現賦值運算子和確保異常安全的複製建構函式。它的基本思想是使用複製建構函式建立臨時副本，然後透過交換臨時副本和當前物件的內容來確保異常安全。

#include <iostream>
#include <algorithm> // For std::swap

class MyClass {
public:
    // 建構函式和其他成員函式的實現...

    // 複製建構函式
    MyClass(const MyClass& other) : data(new int(*other.data)) {}

    // 複製並交換
    friend void swap(MyClass& first, MyClass& second) noexcept {
        using std::swap;
        swap(first.data, second.data);
    }

    // 賦值運算子
    MyClass& operator=(MyClass other) {
        swap(*this, other); // 利用複製建構函式建立臨時副本
        return *this;
    }

    // 解構函式
    ~MyClass() {
        delete data;
    }

private:
    int* data;
};

int main() {
    MyClass obj1;
    MyClass obj2 = obj1; // 呼叫複製建構函式
    MyClass obj3;
    obj3 = obj1; // 呼叫賦值運算子

    return 0;
}

在這個例子中，swap函式實現了交換兩個物件的資料成員，而賦值運算子則利用複製建構函式建立了傳入物件的臨時副本，再透過交換確保了異常安全性。這種做法在C++11之前和之後基本一致，但在C++11引入了移動語義和右值引用，可以進一步最佳化實現。

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