c++赋值语句区别，构造函数与操作符重载

最近偶遇一段代码两个奇妙的bug，简单记录一下，

即看似相同的赋值语句 = 号却可能有着完全不同的涵义。

class T {…};
T a = b;

与

T a;
a = b;

之间有着重要的差别。前者会调用构造函数 T(const T &b);，后者会调用重载操作符T &operator=(T &b) const;，另外作为参数传递的时候也有可能会触发构造函数。

void foo(T x); // 触发构造函数
void goo(T &x); // 不触发构造函数

因此，在重载赋值操作时，务必要记得等价地重载构造函数！！！！

在对指针 delete 时可能会触发意外的 bug。

class T { P * ptr; };
T a = b;
delete a.ptr;

在触发浅拷贝时，指针指向也会一并被拷贝，因此释放 a.ptr 等同于释放 b.ptr

以下为遇见的bug具体代码，以说明问题可能有多么严重。

class IntervalTree; // 某树算法

template  class MyTree { // 对 IntervalTree 封装
private:
  bool _isIndexed;
  IntervalTree *_tree;
  std::set data;

  void buildIndex() { // 根据 data 构建树
    if (_isIndexed)
      return;
    if (_tree != nullptr)
      delete _tree;
    tree = new IntervalTree(...);    
    _isIndexed = true;
  }
public:
  MyTree() : _isIndexed(false), _tree(nullptr) {}
  ~MyTree () { delete _tree; }
  MyTree &operator=(const MyTree &other) {
    this->_isIndexed = false;
    this->_tree = nullptr;
    this->data = other.data;
    return *this;
  }
  void insert(T *var) {
    data.insert(var);
    _isIndexed = false;
  }
  bool find(uint32_t s, uint32_t e) {
    if (!_isIndexed)
      buildIndex();
    if (_tree == nullptr)
      return false;
    return !_tree->findOverlapping(s, e).empty();
  }
}

上述代码对外部类 IntervalTree 进行了简单的封装管理，以保证 data 的更新与树更新的同步关系，看上去就非常安全。。。。。

然而当我做如下操作的时候，bug悄然出现：

class Range;
void foo1(MyTree &x) {
  MyTree y = x; // 触发默认构造函数
  ...
}
void foo2(MyTree y) { // 触发默认构造函数
  ...
}
int main() {
  MyTree x;
  MyTree z;
  ...
  foo1(x); // BUG 触发 （foo2同理）
  ...
  return 0;
}

这里触发了严重的 BUG，并且不会报错

foo1 中看似是赋值语句的写法，实际调用的却是默认构造函数，浅拷贝每个域，从而导致 y._tree 与 x._tree 指向相同。另外换做 foo2 写法，作为函数参数传递时，同样调用一次默认构造函数，同样导致 y._tree 与 x._tree 指向相同。

当退出函数时，会触发 y 的析构函数释放 y._tree，导致 x._tree 被释放。同样，当重建 y 树时也会释放 y._tree，导致 x._tree 被释放。

在某种机缘巧合下，过了很久该代码都没有出现明显的错误！！！！

很长一段时间内该代码都没有表现出任何异常，并持续运行着，直到某一天我发现对另一个不相干的树 z 的查询结果检查与预期不符。。。。。

原来，x._tree 被释放后，意外指向了另一个树 z._tree 的某子树上，导致程序 “貌似正确地” 被执行了下去。

在接下来的某一步，代码对 x._tree 进行修改并重建，间接导致了 z._tree 的子树被修改。从而改变了 z._tree 的查询结果。 （不知为何这里也没有任何报错信息？？？）

再接着某一天，我对 z._tree 上的另一个算法进行深入追踪时，意外注意到某些异常值。。。。

1、delete 某个域时需要慎之又慎，需要注意到浅拷贝时，代码的正确性，最好每个类都写上构造函数 T(const T &b);
2、T &operator=(T &b) const; 与 T(const T &b); 会让 = 存在差异性，因此二者代码逻辑最好完全一致，以避免出现混淆。