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练习17：为动态数组类实现深拷贝赋值

任务描述

设计动态整数数组类 IntArray，实现拷贝构造函数和拷贝赋值运算符，使对象在复制和赋值后都拥有独立的动态数组。

相关知识

拷贝赋值运算符

对象已经存在时，使用赋值语句会调用拷贝赋值运算符：

IntArray target(1);
target = source;

其函数原型通常为：

IntArray& operator=(const IntArray& other);

返回 IntArray& 可支持连续赋值，例如 a = b = c。

安全的深拷贝赋值

赋值时应避免内存泄漏和自赋值错误。一个基本步骤是：

  1. 判断 this != &other；
  2. 为新数据申请内存并复制源数据；
  3. 释放旧内存；
  4. 更新成员并返回 *this。
if (this != &other) {
    // 复制 other 的数据，并替换当前对象的数据
}
return *this;

三法则

类若自行管理动态资源，通常需要同时考虑析构函数、拷贝构造函数和拷贝赋值运算符，避免资源被重复释放或泄漏。

编程要求

  1. 使用 C++11 标准编写程序。
  2. 在 IntArray.h 中声明类 IntArray，私有成员为 int* data 和 std::size_t size。
  3. 声明并实现：
explicit IntArray(std::size_t size);
IntArray(const IntArray& other);
IntArray& operator=(const IntArray& other);
~IntArray();
void Set(std::size_t index, int value);
int Get(std::size_t index) const;
  1. 拷贝构造函数和赋值运算符都必须深拷贝数组元素。赋值运算符需要处理 array = array 的自赋值情况。
  2. 在 test 中验证拷贝构造、普通赋值和自赋值；修改副本后，源对象的元素不能改变。

待完成代码

IntArray.h

#ifndef INT_ARRAY_H
#define INT_ARRAY_H

#include <cstddef>

// TODO：声明 IntArray 类

#endif

IntArray.cpp

#include "IntArray.h"

// TODO：定义 IntArray 的全部成员函数

main.cpp

#include "IntArray.h"

#include <cassert>
#include <iostream>

void test() {
    IntArray source(3);
    source.Set(0, 10);
    source.Set(1, 20);
    source.Set(2, 30);

    IntArray copied(source);
    copied.Set(0, 99);
    assert(source.Get(0) == 10);
    assert(copied.Get(0) == 99);

    IntArray assigned(1);
    assigned = source;
    assigned.Set(1, 88);
    assert(source.Get(1) == 20);
    assert(assigned.Get(1) == 88);

    assigned = assigned;
    assert(assigned.Get(0) == 10);
    assert(assigned.Get(1) == 88);
    assert(assigned.Get(2) == 30);
}

int main() {
    test();
    std::cout << "本关测试通过" << std::endl;
    return 0;
}

测试说明

测试覆盖以下情形：拷贝构造后修改副本、赋值后修改目标对象、对象自赋值。每种情况下，动态数组都应安全管理，且不应让不同对象共享同一块数组内存。

g++ -std=c++11 IntArray.cpp main.cpp -o deep_copy_assignment

开始你的任务吧，祝你成功！