拷贝赋值与移动赋值函数

拷贝赋值函数（Copy Assignment Operator）：类的特殊成员函数，用于将一个已有对象的内容复制到另一个已有对象中。它通常以 operator= 的形式重载，返回类型为当前类的引用（ClassName&），参数为常量引用（const ClassName&）。
```
ClassName& operator=(const ClassName& other);
```
拷贝赋值涉及深拷贝和浅拷贝（取决于实现方式），会复制源对象的状态到目标对象中，通常需要考虑资源管理（如动态内存分配）。
移动赋值函数（Move Assignment Operator）：移动赋值函数是C++11 引入的特殊成员函数，用于将一个已有对象的资源“移动”到另一个已有的对象中，而不是复制。它通常以 operator= 的形式重载，返回类型为当前类的引用（ClassName&），参数为右值引用（ClassName&&）。
```
ClassName& operator=(ClassName&& other) noexcept;
```
移动赋值不是简单复制数据，而是将资源的所有权从源对象转移到目标对象，源对象通常被置于“有效但未定义的空状态”（如指针置为nullptr）。它旨在提高性能，避免不必要的深拷贝。

为什么需要拷贝赋值和移动赋值函数？

拷贝赋值函数
如果类没有定义拷贝赋值函数，编译器会自动为该类提供默认的拷贝赋值函数，进行逐成员拷贝（浅拷贝）。对于包含指针成员或动态分配资源的类，浅拷贝会导致两个对象指向同一块内存，后续释放可能引发双重释放或未定义行为。

需要深拷贝或特殊逻辑来正确管理资源时，必须显示定义拷贝赋值函数。
移动赋值函数
拷贝赋值涉及深拷贝，开销较大，尤其对于大对象（如容器）。移动赋值通过“转移”资源（如指针）避免深拷贝，提高效率。
临时对象处理：对于右值（如函数返回的临时对象），移动赋值可以高效接管其资源，避免无意义的复制。
C++11 引入右值引用后，移动语义成为标准库（如 std::vector）高效运行的基础，自定义类也需要支持移动赋值以融入生态。

如何使用拷贝赋值和移动赋值函数

拷贝赋值 obj1 = obj2，其中 obj2 是一个已有的对象。

一个良好的拷贝赋值函数应该：

检查自赋值（self-assignment）
释放当前对象的资源
拷贝另一个对象的资源
返回当前对象的引用

在实现上：

ClassName& ClassName::operator=(const ClassName& other) {
    // 检查自赋值
    if (this == &other) 
        return *this;
    
    // 释放当前对象的资源
    delete[] data;
    
    // 拷贝另一个对象的资源
    size = other.size;
    data = new int[size];
    for (size_t i = 0; i < size; i++) {
        data[i] = other.data[i];
    }
    
    // 返回当前对象的引用
    return *this;
}

移动赋值 obj1 = std::move(obj2) 或者赋值给右值（如函数返回值）。

一个良好的移动赋值函数应该：

检查自赋值（self-assignment）
释放当前对象的资源
从源对象浅拷贝资源
将源对象置于有效但为空的状态
标记为 noexcept 以提高性能和安全性
返回 *this 引用

在实现上：

ClassName& ClassName::operator=(ClassName&& other) noexcept {
    // 检查自赋值
    if (this == &other) 
        return *this;
    
    // 释放当前对象资源
    delete[] data;
    
    // 窃取资源（移动语义）
    data = other.data;
    size = other.size;
    
    // 将源对象置于有效但为空的状态
    other.data = nullptr;
    other.size = 0;
    
    // 返回当前对象的引用
    return *this;
}

从内存层面理解拷贝赋值和移动赋值函数

拷贝赋值执行以下操作：

保留目标对象的内存位置：赋值操作不改变目标对象在内存中的位置
释放目标对象的资源：调用适当的析构函数或释放函数（如 delete）清理目标对象当前拥有的资源。
分配新内存：为需要复制的资源分配新的内存空间。
复制数据：将源对象的数据逐字节地复制到新分配的内存中。
更新指针：更新目标对象内的指针，使其指向新分配的资源。

移动赋值执行以下操作：

保留目标对象的内存位置：同样，赋值操作不改变目标对象在内存中的位置。
释放目标对象的资源：释放目标对象当前拥有的资源。
窃取指针：直接复制源对象的指针值，而不是复制指针指向的数据。
避免额外内存分配：不需要为资源分配新的内存。
重置源对象：将源对象的指针设置为 nullptr 或其他安全值，防止析构时释放被窃取的资源。

为何不能使用初始化列表？

赋值函数与构造函数有本质区别：

构造函数用于初始化新的对象，可以使用初始化列表
赋值函数用于重载赋值操作符，用于修改已存在对象的状态，此时对象的成员已经被构造

因此，赋值函数中不能使用初始化列表，只能在函数体内执行赋值操作。初始化列表只能在构造阶段使用，而赋值函数操作的对象已经完成了初始化的阶段。

赋值函数为何返回引用？

赋值函数通常返回当前对象的引用（ClassName&），这样做的好处包括：

支持链式赋值表达式，比如 a = b = c
避免不必要的对象复制

链式赋值从右到左求值，例如 a = b = c 首先执行 b = c，然后执行 a = (b = c)。此处 b = c 需要返回引用才能继续用于后续的赋值。

处理自赋值的情况

自赋值是指对象赋值给自身的情况（例如 a = a），如果不正确处理，可能导致严重问题，比如，如果先释放自身资源，在复制，而源数据已经被销毁，可能导致内存泄漏或访问无效内存。

// 自赋值检查
    if (this == &other) {
        return *this;  // 直接返回，不做任何操作
    }

编译器合成的赋值函数

在某些情况下，编译器会自动合成赋值函数：

默认拷贝赋值函数：如果类没有自定义拷贝赋值函数，编译器会生成一个执行成员逐个浅拷贝的默认版本

默认移动赋值函数：如果类满足以下所有条件，编译器会生成移动赋值函数

没有用户定义的拷贝构造函数
没有用户定义的移动构造函数
没有用户定义的拷贝赋值函数
没有用户定义的移动赋值函数
没有用户定义的析构函数

当类中有指针成员或管理其他资源时，编译器合成的赋值运算符通常是不够的，因为它们只执行浅拷贝。

C++ 面向对象_6