C++之运算符重载（下）

4.提高

1.运算符重载机制
编译器实现运算符重载实际上就是通过函数重载实现的，可分为全局函数方式，也可分为成员函数方式进行重载，并没有改变原操作符的属性和语义。只是针对某个特定类定义一种新的数据类型操作。
2.重载赋值运算符


  • 赋值运算符重载用于对象数据的复制
  • operator= 必须重载为成员函数
  • 重载函数原型为：
    类型 & 类名 :: operator= ( const 类名 & ) ;

结论:
1 先释放旧的内存
2 返回一个引用
3 =操作符 从右向左 
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <iostream>
using namespace std;//class  Name
{
public:Name(const char *myp){m_len = strlen(myp);m_p =(char *) malloc(m_len + 1); //strcpy(m_p, myp);}//Name obj2 = obj1;//解决方案: 手工的编写拷贝构造函数 使用深copyName(const Name& obj1){m_len = obj1.m_len;m_p = (char *)malloc(m_len + 1);strcpy(m_p, obj1.m_p);}//obj3 = obj1;  // C++编译器提供的 等号操作 也属 浅拷贝//obj3.operator=(obj1)Name& operator=(Name &obj1){//先释放旧的内存if (this->m_p != NULL){delete[] m_p;m_len = 0;}//2 根据obj1分配内存大小this->m_len = obj1.m_len;this->m_p = new char [m_len+1];//把obj1赋值strcpy(m_p, obj1.m_p);return *this;}~Name(){if (m_p != NULL){free(m_p);m_p = NULL;m_len = 0;}}
protected:
private:char *m_p ;int m_len; 
};//对象析构的时候 出现coredump
void objplaymain()
{Name obj1("abcdefg");Name obj2 = obj1;  //C++编译器提供的 默认的copy构造函数  浅拷贝Name obj3("obj3");obj3 = obj1;  // C++编译器提供的 等号操作 也属 浅拷贝//obj3.operator=(obj1)//operato=(Name &obj1)obj1 = obj2 = obj3;//obj2.operator=(obj3);//obj1 = void;
}void main()
{objplaymain();cout<<"hello..."<<endl;system("pause");return ;
}

3.重载下标运算符

  • [ ]运算符用于访问数据对象的元素
  • 重载格式 类型 类 :: operator[] ( 类型 ) ；
  • 只能用成员函数重载，不能用友元函数重载

示例：
设 x 是类 X 的一个对象，则表达式
x [ y ]
可被解释为
x . operator [ ] ( y )
这里写图片描述
这里写图片描述

函数返回值当左值需要返回一个引用！

4.带下标和相等操作符的数组类

  • 类的头文件
#ifndef NEWARRAY_H
#define NEWARRAY_H
#include <iostream>
#include <stdlib.h>class NewArray
{
public:NewArray();NewArray(int _len);NewArray(const NewArray & obj);~NewArray();void setData(int index,int var);int getData(int index);int length();int& operator[](int i);NewArray& operator=(NewArray& obj);bool operator==(NewArray& obj);bool operator!=(NewArray& obj);private:int m_len;int *m_buf;
};#endif // NEWARRAY_H
  • 类的实现文件
#include "newarray.h"NewArray::NewArray()
{m_buf = NULL;m_len = -1;
}NewArray::NewArray(int _len)
{if(_len < 0)_len = 0;m_len = _len;m_buf = new int[m_len];}
NewArray::NewArray(const NewArray & obj)
{m_len = obj.m_len;m_buf = new int[m_len];for(int i = 0;i < m_len;i++){m_buf[i] = obj.m_buf[i];}
}
NewArray::~NewArray()
{if(m_buf != NULL){delete []m_buf;m_buf = NULL;m_len = -1;}
}void NewArray::setData(int index,int var)
{m_buf[index] = var;
}
int NewArray::getData(int index)
{return  m_buf[index];
}
int NewArray::length()
{return m_len;
}int& NewArray::operator[](int i)
{return m_buf[i];
}
NewArray& NewArray::operator=(NewArray& obj)
{if(m_buf != NULL){delete []m_buf;m_len = -1;m_buf = NULL;}m_len = obj.m_len;m_buf = new int[m_len];for(int i = 0;i < m_len;i++){m_buf[i] = obj.m_buf[i];}return *this;}
bool NewArray::operator==(NewArray& obj)
{if(m_len != obj.m_len){return false;}for(int i = 0;i < m_len;i++){if(m_buf[i] != obj.m_buf[i]){return false;}}return true;
}
bool NewArray::operator!=(NewArray& obj)
{return !((*this) == obj);
}
  • 测试文件
#include "newarray.h"
using namespace std;int main()
{NewArray  a1(10);for (int i=0; i<a1.length(); i++){//成员函数方式赋值a1.setData(i, i);//下标运算符重载赋值a1[i] = i;//函数返回值当左值，需要返回一个引用//a1.operator [i]}cout<<"\na1: ";for (int i=0; i<a1.length(); i++){//cout<<a1.getData(i)<<" ";//成员函数方式获取元素//下标运算符方式获取数组元素cout<<a1[i]<<"\t";}cout<<endl;//赋值运算符重载NewArray a2 = a1;cout<<"\na2: ";for (int i=0; i<a2.length(); i++){cout<<a2.getData(i)<<" ";}cout<<endl;//3NewArray a3(5);{a3 = a1;a3 = a2 = a1;cout<<"\na3: ";for (int i=0; i<a3.length(); i++){cout<<a3[i]<<" ";}}//功能4if (a3 == a1){printf("\nequal\n");}else{printf("\nnot equal\n");}//a3.operator==(a1);//bool operator==(Array &a1);if (a3 != a1){printf("\nnot equal\n");}else{printf("\nequal\n");}////a3.operator!=(a1)// bool operator!=(Array &a1);cout<<"hello..."<<endl;return 1;
}

5.重载函数调用运算符

  • () 运算符用于函数调用
  • 重载格式 
类型 类 :: operator() ( 表达式表 ) ；
  • 只能用成员函数重载，不能用友元函数重载

例1
设 x 是类 X 的一个对象，则表达式
x ( arg1, arg2, … )
可被解释为
x . operator () (arg1, arg2, … )
案例：

  • 例2：用重载()运算符实现数学函数的抽象
#include <iostream>
class  F{ public :  double  operator ( )  ( double x ,  double  y ) ;} ;
double  F :: operator ( )  ( double  x ,  double  y ){ return   x * x + y * y ; }
void main ( )           
{ 
F  f  ;
f.getA();cout << f ( 5.2 , 2.5 ) << endl ;  // f . operator() (5.2, 2.5)
}
  • 例3 用重载()运算符实现 pk 成员函数
#include <iostream.h>
class  F{ public :  double  memFun ( double x ,  double  y ) ;} ;
double  F :: memFun ( double  x ,  double  y ){ return   x * x + y * y ; }
void main ( )           
{ 
F  f  ;cout << f.memFun ( 5.2 , 2.5 ) << endl ;
}

6.不建议重载的运算符

理论知识：
1）&&和||是C++中非常特殊的操作符
2）&&和||内置实现了短路规则
3）操作符重载是靠函数重载来完成的
4）操作数作为函数参数传递
5）C++的函数参数都会被求值，无法实现短路规则

#include <cstdlib>
#include <iostream>using namespace std;class Test
{int i;
public:Test(int i){this->i = i;}Test operator+ (const Test& obj){Test ret(0);cout<<"执行+号重载函数"<<endl;ret.i = i + obj.i;return ret;}bool operator&& (const Test& obj){cout<<"执行&&重载函数"<<endl;return i && obj.i;}
};// && 从左向右
void main()
{int a1 = 0;int a2 = 1;cout<<"注意：&&操作符的结合顺序是从左向右"<<endl;if( a1 && (a1 + a2) ){cout<<"有一个是假，则不在执行下一个表达式的计算"<<endl;}Test t1 = 0;Test t2 = 1;//if( t1 && (t1 + t2)  )//t1  && t1.operator+(t2)// t1.operator&&(  t1.operator+(t2) )   //1 && || 重载他们 不会产生短路效果if(  (t1 + t2) && t1){//t1.operator+(t2) && t1;//(t1.operator+(t2)).operator&&(t1);cout<<"两个函数都被执行了，而且是先执行了+"<<endl;}//2 && 运算符的结合性// 两个逻辑与运算符  在一块的时候, 采去谈 运算符的结合性// 从左到右    (t1 + t2) && t1 ; 运算结果 && t2)//if(  (t1 + t2) && t1 && t2){//t1.operator+(t2) && t1;//(t1.operator+(t2)).operator&&(t1);cout<<"两个函数都被执行了，而且是先执行了+"<<endl;}system("pause");return ;
}

5.字符串类的实现

  • 头文件
#ifndef MYSTRING_H
#define MYSTRING_H
#include <iostream>
using namespace std;
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
class MyString
{
public:MyString();MyString(int _len);MyString(const char *_str);MyString(const MyString & obj);~MyString();MyString& operator =(const MyString & obj);MyString& operator =(const char * _str);bool operator ==(const MyString & obj);bool operator ==(const char * _str);bool operator !=(const MyString & obj);bool operator !=(const char * _str);bool operator >(const MyString & obj);bool operator >(const char * _str);bool operator <(const MyString & obj);bool operator <(const char * _str);char& operator [](int index);friend ostream& operator<<(ostream & out,MyString & obj);friend istream& operator>>(istream & in,MyString & obj);private:int m_len;char *m_str;
};#endif // MYSTRING_H
  • 实现文件
#include "mystring.h"MyString::MyString()
{m_len = 0;m_str = NULL;
}
MyString::MyString(int _len)
{if(_len < 0)_len = 0;m_len = _len;m_str = new char[m_len+1];memset(m_str,0,m_len);
}MyString::MyString(const char *_str)
{if(_str == NULL){m_len = 0;m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,"");}else{m_len = strlen(_str);m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,_str);}}
MyString::MyString(const MyString & obj)
{m_len = obj.m_len;m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,obj.m_str);
}
MyString::~MyString()
{if(m_str != NULL){delete []m_str;m_str = NULL;m_len = 0;}
}MyString& MyString::operator =(const MyString & obj)
{if(m_str != NULL){delete []m_str;m_str = NULL;m_len = 0;}m_len = obj.m_len;m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,obj.m_str);return *this;
}MyString& MyString::operator =(const char * _str)
{if(m_str != NULL){delete []m_str;m_str = NULL;m_len = 0;}if(_str == NULL){m_len = 0;m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,"");}else{m_len = strlen(_str);m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,_str);}return *this;
}bool MyString::operator ==(const MyString & obj)
{if(m_len != obj.m_len){return false;}return !strcmp(m_str,obj.m_str);}bool MyString::operator ==(const char * _str)
{if(_str == NULL){if(m_len == 0){return true;}else{return false;}}else{if(m_len == strlen(_str)){return !strcmp(m_str,_str);}else{return false;}}}bool MyString::operator !=(const MyString & obj)
{return !((*this) == obj);
}bool MyString::operator !=(const char * _str)
{return !((*this) == _str);
}bool MyString::operator >(const MyString & obj)
{if(strcmp(m_str,obj.m_str) > 0){return true;}else{return false;}
}bool MyString::operator >(const char * _str)
{if(strcmp(m_str,_str) > 0){return true;}else{return false;}
}bool MyString::operator <(const MyString & obj)
{if(strcmp(m_str,obj.m_str) < 0){return true;}else{return false;}
}bool MyString::operator <(const char * _str)
{if(strcmp(m_str,_str) < 0){return true;}else{return false;}
}char& MyString::operator [](int index)
{return m_str[index];
}ostream& operator<<(ostream & out,MyString & obj)
{out<<obj.m_str;return out;
}istream& operator>>(istream & in,MyString & obj)
{in>>obj.m_str;return in;
}
  • 测试文件
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include "mystring.h"void main01()
{MyString s1;MyString s2("s2");MyString s2_2 = NULL;MyString s3 = s2;MyString s4 = "s4444444444";//测试运算符重载 和 重载[]//=s4 = s2;s4 = "s2222";s4[1] = '4';printf("%c", s4[1]);cout<<s4 <<endl;//ostream& operator<<(ostream &out, MyString &s)//char& operator[] (int index)//MyString& operator=(const char *p);//MyString& operator=(const MyString &s);cout<<"hello..."<<endl;system("pause");return ;
}void main02()
{MyString s1;MyString s2("s2");MyString s3 = s2;if (s2 == "aa"){printf("相等");}else{printf("不相等");}if (s3 == s2){printf("相等");}else{printf("不相等");}}
void main03()
{MyString s1;MyString s2("s2");MyString s3 = s2;s3 = "aaa";if (s3 < "bbbb" ){printf("s3 小于 bbbb");}else{printf("s3 大于 bbbb");}MyString s4 = "aaaaffff";//strcpy(s4.c_str(), "aa111"); //MFCcout<<s4<<endl;
}void main011()
{MyString s1(128);cout<<"\n请输入字符串(回车结束)";cin>>s1;cout<<s1;system("pause");}int main()
{MyString s1(128);cout<<"\n请输入字符串(回车结束)";cin>>s1;cout<<s1<<endl;system("pause");return 0;}

总结

  • 操作符重载是C++的强大特性之一
  • 操作符重载的本质是通过函数扩展操作符的语义
  • operator关键字是操作符重载的关键
  • friend关键字可以对函数或类开发访问权限
  • 操作符重载遵循函数重载的规则
  • 操作符重载可以直接使用类的成员函数实现
  • =, [], ()和->操作符只能通过成员函数进行重载
  • ++操作符通过一个int参数进行前置与后置的重载
  • C++中不要重载&&和||操作符

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