C++ 赋值运算符‘=‘的重载（浅拷贝、深拷贝）

01 赋值运算符重载的需求

有时候希望赋值运算符两边的类型可以不匹配，比如：把一个 int 类型变量赋值给一个Complex（复数）对象，或把一个 char* 类型的字符串赋值给一个字符串对象，此时就需要重载赋值运算符‘=’。

需要注意的是：赋值运算符 = 只能重载为成员函数。

02 赋值运算符重载的例子

下面我们以自定义一个自己的字符串类代码的例子，讲解赋值运算符的重载函数。

class MyString // 字符串类
{
public:
    // 构造函数，默认初始化1个字节的字符
    MyString ():m_str(new char[1])
    {
        m_str[0] = 0;
    }
    
    // 析构函数，释放资源
    ~MyString()
    {
        delete [] m_str;
    }
    
    const char* c_str()
    {
        return m_str;
    }
    
    // 赋值运算符重载函数
    // 重载=号使得 obj = "Hello" 能够成立
    MyString & operator= (const char *s)
    {
        // 释放旧字符串资源
        delete [] m_str;
        
        // 生成新字符串的空间大小，长度多+1的目的是存放\0
        m_str = new char[strlen(s) +1 ];
        
        // 拷贝新字符串的内容
        strcpy(m_str, s);
        
        // 返回该对象
        return *this;
    }
    
private:
    char * m_str; // 字符串指针
};
int main() {
    
    MyString s;
    
    s = "Hello~"; // 等价于s.operator=("Hello~");
    std::cout << s.c_str()  << std::endl;
    
    // MyString s2 = "Hello!"; // 这条语句要是不注释就会编译报错
    
    s = "Hi~"; // 等价于s.operator=("Hi~");
    std::cout << s.c_str()  << std::endl;
    return 0;
}

输出结果：

Hello~
Hi~

重载=号运算符函数后，s = "Hello~"; 语句就等价于 s.operator=("Hello~");。

需要注意的一点是：上面的MyString s2 = "Hello!";语句实际上是初始化语句，而不是赋值语句，因为是初始化语句，所以需要调用构造函数进行初始化，那么这时就需要有char*参数的构造函数，由于我们没有定义此构造函数，所以就会编译出错。

03 浅拷贝和深拷贝

还是依据上面的例子，假设我们要实现最后一个语句的方式：

MyString s1,s2;
s1 = "this"; // 调用重载的赋值语句
s2 = "that"; // 调用重载的赋值语句
s1 = s2; // 如何实现这个？？

s1 = s2;语句目的希望是s1对象放的字符串和s2对象放的字符串象要一样，由于 = 号两边的类似都是对象，编译器会用原生的赋值运算符函数，但是这个原生的赋值运算符函数对于有指针成员变量的对象来说，是非常危险的！

浅拷贝

如果用原生的赋值运算符函数去赋值有指针成员变量的对象，就会使得两个对象的指针地址也是一样的，也就是两个对象的指针成员变量指向的地址是同一个地方，这种方式就是浅拷贝。

这时当一个对象释放了指针成员变量时，那么另外一个对象的指针成员变量指向的地址就是空的了，再次使用这个对象时，程序就会奔溃了，因为该对象的指针成员函数已经是个不合法的指针了！

深拷贝

如果对象里面有指针成员变量，则我们需要对原生的赋值运算符函数，防止出现程序出错现象的发生。

因此要在 class MyString 类里加上如下成员函数：

MyString & operator=(const MyString & s)
{
    // 释放旧字符串资源
    delete [] m_str;
    
    // 生成新字符串的空间大小，长度多+1的目的是存放\0
    m_str = new char[strlen(s.m_str) +1 ];
    
    // 拷贝新字符串的内容
    strcpy(m_str, s.m_str);
    
    // 返回该对象
    return *this;
}

这么做就够了吗？还有什么需要改进的地方吗？

我们在考虑下面的语句：

MyString s;
s = "Hello";
s = s; // 是否会有问题？

最后一个语句是否会有问题？

s = s;等价于s.operator=(s)，由于s和s是相同的对象，那么就没必要完全执行重载的赋值 = 的函数了，我们再加个判断，当左右两边是相同对象时，就直接返回该对象就好：

MyString & operator=(const MyString & s)
{
    // 当左右两边是相同对象时，就直接返回该对象就
    if(this == &s)
        return *this;
    delete [] m_str;
    m_str = new char[strlen(s.m_str) +1 ];
    strcpy(m_str, s.m_str);
    return *this;
}

对operator=返回值类型的讨论

当我们重载一个运算符的时候，好的风格应该是尽量保留运算符原本的特性

考虑：

分别等价于：

所以综上考虑，operator=返回值类型是MyString &是比较好的。

04 复制（拷贝）构造函数

上面的MyString类是否就没有问题了？

MyString s;
s = "Hello";
MyString s1(s); // 要考虑这种情况，那就要重载复制（拷贝）构造函数

如果使用默认的复制（拷贝）构造函数，那就对有指针成员变量的对象会有问题，因为会默认的复制（拷贝）构造函数会导致两个对象的指针成员变量指向同一个的空间。

所以需要对复制（拷贝）构造函数重载，并实现深拷贝的方式：

MyString (const MyString &s)
{
    m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
    strcpy(m_str, s.m_str);
}

05 小结

最后的所有代码，如下：

class MyString // 字符串类
{
public:
    // 构造函数，默认初始化1个字节的字符
    MyString ():m_str(new char[1])
    {
        m_str[0] = 0;
    }
    
    // 复制（拷贝）构造函数
    MyString (const MyString &s)
    {
        m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
        strcpy(m_str, s.m_str);
    }
    
    // 析构函数，释放资源
    ~MyString()
    {
        delete [] m_str;
    }
    
    const char* c_str()
    {
        return m_str;
    }
    
    // 赋值运算符重载函数
    // 重载=号使得 obj = "Hello" 能够成立
    MyString & operator= (const char *s)
    {
        // 释放旧字符串资源
        delete [] m_str;
        
        // 生成新字符串的空间大小，长度多+1的目的是存放\0
        m_str = new char[strlen(s) +1 ];
        
        // 拷贝新字符串的内容
        strcpy(m_str, s);
        
        // 返回该对象
        return *this;
    }
    
    // 赋值运算符重载函数
    // 重载=号使得 obj1 = obj2 能够成立
    MyString & operator=(const MyString & s)
    {
        // 当左右两边是相同对象时，就直接返回该对象就
        if(this == &s)
            return *this;
    
        delete [] m_str;
        m_str = new char[strlen(s.m_str) +1 ];
        strcpy(m_str, s.m_str);
        return *this;
    }
    
private:
    char * m_str; // 字符串指针
};
int main() 
{
    
    MyString s1,s2;
    
    s1 = "Hello~"; // 等价于s1.operator=("Hello~");
    std::cout << s1.c_str()  << std::endl;
    
    
    s2 = "Hi~"; // 等价于s2.operator=("Hi~");
    std::cout << s2.c_str()  << std::endl;
	
    s1 = s2;   // 等价于s1.operator=(s2);
	std::cout << s1.c_str()  << std::endl;
	
    MyString s3(s1);  // 复制构造函数
	std::cout << s3.c_str()  << std::endl;
    return 0;
}

输出如下：

Hello~
Hi~
Hi~
Hi~

C语言浮点数存储方式

C语言浮点数存储方式

一. 浮点数内存存储方式

对于浮点类型的数据采用单精度类型(float)和双精度类型(double)来存储，float数据占用 32bit,double数据占用 64bit.其实不论是float类型还是double类型，在计算机内存中的存储方式都是遵从IEEE的规范的，float 遵从的是IEEE R32.24 ,而double 遵从的是R64.53。

无论是单精度还是双精度，在内存存储中都分为3个部分：

1) 符号位(Sign)：0代表正，1代表为负；

2) 指数位(Exponent)：用于存储科学计数法中的指数数据，并且采用移位存储；

3) 尾数部分(Mantissa)：尾数部分

其中float的存储方式如下图所示：

而双精度的存储方式为:

R32.24和R64.53的存储方式都是用科学计数法来存储数据的

用二进制的科学计数法第一位都是1嘛，干嘛还要表示呀？可以将小数点前面的1省略，所以23bit的尾数部分，可以表示的精度却变成了 24bit，道理就是在这里。

那24bit能精确到小数点后几位呢，我们知道9的二进制表示为1001，所以4bit能精确十进制中的1位小数点，24bit就能使float能精确到小数点后6位，而对于指数部分，因为指数可正可负，8位的指数位能表示的指数范围就应该为:-127-128了，所以指数部分的存储采用移位存储，存储的数据为元数据+127。

二. 十进制小数转换为二进制小数

十进制小数转换成二进制小数采用"乘2取整，顺序排列"法。具体做法是：用2乘十进制小数，可以得到积，将积的整数部分取出，再用2乘余下的小数部分，又得到一个积，再将积的整数部分取出，如此进行，直到积中的小数部分为零，或者达到所要求的精度为止。然后把取出的整数部分按顺序排列起来，先取的整数作为二进制小数的高位有效位，后取的整数作为低位有效位。

【例1】把(0.8125)转换为二进制小数。

解：

【例2】(173.8125)10＝( )2

解：(173)10＝(10101101)2

由［例1］得(0.8125)10＝(0.1101)2

把整数部分和小数部分合并得： (173.8125)10＝(10101101.1101)2

下面就看看8.25和120.5在内存中真正的存储方式：

首先看下8.25，用二进制的科学计数法表示为，首先(8.25)10 = (1000.01)2=(1.00001*2^3)

=1.00001*2^3 按照上面的存储方式，符号位为0，表示为正；指数位为3+127=130，位数部分为 1.00001，故8.25的存储方式如下： 0x41040000 = 0100 0001 0000 0100 0000 0000 0000 0000

分解如下：0--10000010--00001000000000000000000

符号位为0，指数部分为10000010，位数部分为 00001000000000000000000

同理，120.5在内存中的存储格式如下： (120.5)10 = (01111000.1)2=(1.1110001*2^6)

=1.1110001*2^6 按照上面的存储方式，符号位为0，表示为正；指数位为6+127=133，位数部分为 1.1110001，故120.5的存储方式如下： 0x41040000 = 0100 0010 1111 0001 0000 0000 0000 0000

0x42f10000: 0100 0010 1111 0001 0000 0000 0000 0000

分解如下：0--10000101--11100010000000000000000

三. 二进制小数转换为十进制小数

由二进制小数转换成十进制小数的基本做法是，把二进制数首先写成加权系数展开式，然后按十进制加法规则求和。这种做法称为"按权相加"法。

例1把二进制小数110.11转换成十进制小数。

那么如果给出内存中一段数据，并且告诉你是单精度存储的话，你如何知道该数据的十进制数值呢？其实就是对上面的反推过程，比如给出如下内存数据： 01000001001000100000000000000000

第一步：符号位为0，表示是正数；

第二步：指数位为10000010，换算成十进制为130，所以指数为130-127=3；

第三步：尾数位为01000100000000000000000，

第四步:二进制表示为:1.01000100000000000000000因为指数为+3(右移3),-3(左移位3)所以也等价于

1010.00100000000000000000 = 10.00100000000000000000=10+(0/2+0/4+1/8)=10.125

【同例1】:换算成十进制为 (1+1/4+1/64)；所以相应的十进制数值为：2^3*(1+1/4+1/64)=8+2+1/8=10.125

浮点数(double、float)如何定义NaN、正无穷、负无穷，以及如何判断是否是NaN

一. 原理

NaN ：指数位的每个二进制位全为1 并且尾数不为0；

无穷：指数位的每个二进制位全为1并且尾数为0；符号位为0，是正无穷，符号位为1是负无穷。

所以NaN、正无穷、负无穷可以如此定义，可以如此判断是否NaN：

二. 判断方法

static inline bool isInf(double d)

uchar *ch = (uchar *)&d;