深拷贝和赋值重载和 std::swap答案

【问题标题】：Deep copy and assignment overload and std::swap深拷贝和赋值重载和 std::swap
【发布时间】：2018-05-09 18:19:39
【问题描述】：

实际上我现在有 2 个单独的问题，所以我将这个问题分为 2 个部分。第一个是关于深拷贝和赋值运算符重载

首先，我的班级标题

template <class T>
class MyVector{    
    std::unique_ptr<T[]> p_array;
    int p_size; 
    int p_capacity; 
public: 
    MyVector();
    MyVector(const MyVector&);
    MyVector& operator= (const MyVector&);
}

这是我的复制构造函数和赋值运算符重载函数

template <class T>
MyVector<T>::MyVector(const MyVector &source) {
    p_capacity = source.p_capacity;
    p_size = source.p_size;
    p_array = std::make_shared<T[]>(p_capacity);
    for(int i = 0; i < p_capacity; i++) {
        p_array[i] = source.p_array[i];
    }
}

template <class T>
MyVector& MyVector<T>::operator=(const MyVector &source) {
    if(this == &source) return *this;

    p_capacity = source.m_capacity;
    p_size = source.m_size;

    p_array = std::make_unique<T[]>(p_capacity);
    for(int i = 0; i < p_capacity; i++) {
        p_array[i] = source.p_array[i];
    }
}

在主要

int main() {
MyVector<int> vecA;
//adding elements to vecA
MyVector<int> vecB(vecA);
}

不幸的是我得到的是

g++ -std=gnu++14 -static-libstdc++ -g3 -Icode/include -c 代码/源/my_vector.cpp -o obj/my_vector.o 代码/源/my_vector.cpp:20:1：错误：无效使用模板名称没有参数列表的“MyVector” MyVector& MyVector::operator=(const MyVector &source) { ^ Makefile:29: 目标“obj/my_vector.o”的配方失败 make: *** [obj/my_vector.o] 错误 1

第 2 部分

在同一个类中，我得到了 extendArray() 函数，如果调用该函数，则将数组容量扩展 2 并将所有元素从旧数组复制到新数组。我尝试使用 for 循环遍历所有元素，它工作得很好，但我想改用 std::swap ，然后我遇到了一些奇怪的麻烦。

template <class T>
void MyVector<T>::extendArray() {
    p_capacity *= 2;
    std::unique_ptr<T[]> temp_array = std::make_unique<T[]>(p_capacity/2);
    std::swap(p_array, temp_array);
    p_array.reset();
    p_array = std::make_unique<T[]>(p_capacity);
    std::swap(temp_array, p_array);
}

我只是这样做

int main(){
        MyVector<int> test;
        test.pushBack(5);
        test.pushBack(10);
        test.pushBack(15);
        test.pushBack(20);
        test.pushBack(25);     

        for(int i = 0; i < test.getCapacity(); i++) {
            cout << test[i] << ", ";
        }  
    }

我希望看到以下输出（添加第 4 个元素后，将调用 extendArray() 函数并将容量从 4 扩展到 8）
5、10、15、20、25、0、0、0
当我使用基于 for 循环的旧 extendArray() 函数时，我得到了它，但如果我使用 std::swap 函数，我得到
5、10、15、20、25、0、1041、0
我不知道这个 1041 是从哪里来的。更重要的是，valgrind 在 4 个这样的上下文中显示 9 个错误：

==5967== 大小为 4 的无效写入
==5967== 在 0x403000: MyVector::pushBack(int const&)
(my_vector.cpp:17)
==5967== by 0x402CE7: main (main.cpp:11)
==5967== 地址 0x542bc88 是在一个大小为 8 的块分配后的 0 个字节
==5967== 在 0x4C2DB8F：malloc（在 /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so 中）
==5967== by 0x404707: operator new(unsigned long) (in /home/maciek/Programming/MyVector/MyVector)
==5967== by 0x403968: operator new[](unsigned long) (in /home/maciek/Programming/MyVector/MyVector)
==5967== by 0x40314B: std::_MakeUniq::__array std::make_unique(unsigned long) (in /home/maciek/Programming/MyVector/MyVector)
==5967== by 0x402F3C: MyVector::MyVector() (my_vector.cpp:6)
==5967== by 0x402C99: main (main.cpp:8)
==5967==

【问题讨论】：

关于第 1 部分：您试图在复制构造函数中将 shared_ptr 分配给 unique_ptr。
是的，它也应该是复制构造函数中的 make_unique 。不过，和以前一样的错误。没有参数列表的模板名称“MyVector”的使用无效。
在赋值运算符实现中，您应该将返回类型指定为 MyVector 而不是 MyVector。
是的，我也是这么想的。第 1 部分还好，第 2 部分仍然不知道如何移动。
extendArray 完全没有意义。这是一个精心设计的无操作：p_array 最终持有与它开始时完全相同的指针（嗯，不完全是无操作：p_capacity 现在持有一个与实际容量不匹配的值）。我不确定我是否理解你想用它来实现什么，但不管它是什么，这个函数都不会那样做。

标签： c++11 templates swap unique-ptr deep-copy

【解决方案1】：

重点是将所有元素 from_array 复制到临时数组中，为 m_array 分配新的更大的大小（容量），然后将临时数组中的元素复制回 m_array。我通过以下代码找到了解决方案：

template <class T>
void MyVector<T>::extendArray() {
    m_capacity *= 2;
    std::unique_ptr<T[]> temp_array = std::move(m_array);
    m_array = std::make_unique<T[]>(m_capacity);
    std::copy(temp_array.get(), temp_array.get() + m_capacity/2, m_array.get());        
}

工作得很好。 pushBack() 方法没有显示在上面的代码中，因为它与我的问题无关，它只是检查是否有足够的空间容纳新元素（如果没有，则调用 extendArray()）并在末尾添加这个元素数组。

【讨论】：