Effective C++ 條款 11：在 operator= 中處理自我賦值

什麼是自我賦值？

自我賦值發生在對象被賦值給自己時，例如：

Widget w;
w = w; // 顯式自我賦值
a[i] = a[j]; // 若 i == j，隱式自我賦值
*px = *py;   // 若 px == py，隱式自我賦值

核心觀點

實現「異常安全」的 operator= 往往自動獲得「自我賦值安全」。現代 C++ 實踐傾向於專注於異常安全性（強異常安全保證：操作失敗時對象狀態不變），而非顯式檢測自我賦值。

經典失敗案例

// 危險：既非異常安全也非自我賦值安全
Widget& Widget::operator=(const Widget& rhs) {
    delete pImpl_;        // 1. 釋放舊資源
    pImpl_ = new Impl(*rhs.pImpl_); // 2. 分配新資源（可能拋出異常）
    return *this;
}
// 若 rhs 為 *this：步驟 1 刪除了 pImpl_，步驟 2 嘗試從已刪除內存拷貝 → 未定義行為
// 若步驟 2 拋出異常：pImpl_ 已被刪除，對象處於無效狀態 → 違反強異常安全

推薦方案：Copy-and-Swap 惯用法

版本一：傳統形式

class Widget {
public:
    Widget& operator=(const Widget& rhs) {
        Widget temp(rhs);    // 1. 複製構造（可能拋出異常，但原對象未修改）
        swap(temp);          // 2. 交換內部狀態（不拋出異常）
        return *this;        // 3. temp 析構時釋放舊資源
    }
    void swap(Widget& rhs) noexcept { /* 交換所有成員 */ }
};

版本二：傳值參數形式（C++11 移動語義優化）

Widget& Widget::operator=(Widget rhs) { // 參數按值傳遞，調用者隱式構造副本
    swap(rhs);                        // 交換狀態
    return *this;                     // rhs 析構釋放舊資源
}

優勢：將拷貝操作移至參數構造階段，編譯器可優化（如拷貝消除、移動構造），代碼更簡潔。

為什麼 Copy-and-Swap 同時解決兩個問題？

前置條件

• 類提供 swap 成員函數（或非成員 swap），且標記 noexcept
• 複製構造函數正確實現（深拷貝資源）
• 析構函數正確釋放資源

總結

不再手寫自我賦值檢測。
使用 Copy-and-Swap 惯用法實現 operator=，
同時獲得 自我賦值安全 與 強異常安全保證，
代碼更簡潔、更健壯、更易維護。