1.运算符重载
C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载,运算符重载是具有特殊函数名的函数,也具有其返回值类型,函数名字和参数列表,其返回值类型与参数列表都与普通的函数类似
函数名:关键字operator后面接需要重载的运算符符号
函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)
注意点:
- 不能通过连接其他符号来创建新的操作符,比如operator@
- 重载操作符必须有一个类类型参数,比如不可以对整型进行重载
- 用于内置类型的运算符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不能改变其含义
- 作为类成员函数重载时,其形参看起来比操作数数目少1,因为成员函数的第一个参数为隐藏的this
- .* :: sizeof ?: . 以上5个运算符不能重载
class Date
{
public://构造函数Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//bool operator==(Date* this,const Date& d2)//这里需要注意的是,左操作数是this,指向调用函数的对象bool operator==(const Date& d2){return _year == d2._year&& _month == d2._month&& _day == d2._day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
2.赋值运算符重载
2.1赋值运算符重载格式
- 参数类型:const T&,传递引用可以提高传参效率
- 返回值类型:T&,返回引用可以提高返回的效率,有返回值的目的是为了支持连续赋值
- 检测是否自己给自己赋值
- 返回*this:要复合连续赋值的含义
class Date
{
public://构造函数Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//拷贝构造Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}//赋值运算符重载Date& operator=(const Date& d){if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
2.2注意点
1.赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数
原因:赋值运算符如果不显式实现,编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现一个全局的赋值运算符重载,就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了,所以赋值运算符重载只能是类的成员函数
2.用户没有显式实现时,编译器会生成一个默认赋值运算符重载,以值的方式逐字节拷贝。
注意:内置类型成员变量是直接赋值的,而自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符重载完成赋值
class Time
{
public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;}Time& operator=(const Time& t){if (this != &t){_hour = t._hour;_minute = t._minute;_second = t._second;}return *this;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
private://内置类型int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;//自定义类型Time _t;
};int main()
{Date d1;Date d2;d1 = d2;return 0;
}
3.前置++和后置++重载
- 前置自增运算符重载通常不接收任何参数,其目的是直接对当前对象进行增加操作,然后返回当前对象的引用。
- 后置自增运算符重载接收一个 int 类型的参数(通常不使用这个参数),其目的是先保存当前对象的副本,然后对当前对象进行增加操作,最后返回之前保存的副本。
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//前置++:返回+1之后的结果,注意,this指向的对象函数结束后不会销毁,故以引用方式返回提高效率Date& operator++(){_day += 1;return *this;}//后置++重载时多增加一个int类型的参数,但调用函数时该参数不用传递,编译器自动传递//后置++是先使用后+1,因此需要返回+1之前的旧值,故需在实现时先将this保存一份,然后给this+1//temp是临时对象,因此只能以值的方式返回,不能返回引用Date operator++(int){Date temp(*this);_day += 1;return temp;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d;Date d1(2024, 6, 25);d = d1++;//2024,6,25d = ++d1;//2024,6,26return 0;
}
4.函数重载与运算符重载
函数重载:让函数名相同,但是参数不同的函数存在
运算符重载:让自定义类型可以用运算符,并且控制运算符的行为,增强可读性
多个同一运算符重载可以构成函数重载
Date operator-(int day);//日期-天数
int operator-(const Date& d);//日期-日期
5.重载流插入和提取运算符
目的:为了实现自定义类型的输入和输出,注意自定义类型本质是内置类型
重载流插入运算符,我们可以尝试将其重载为Date类的成员函数
void Date::operator<<(ostream& out)
{out<<_year<<“年”<<_month<<"月”<<_day<<"日”<<endl;
}
这里其实有两个参数,隐含的Date* this占据了第一个参数的位置
我们习惯调用的方式
cout<<d1;
不能用了,因为cout的类型时ostream,d1的类型是Date,这和函数的参数列表的顺序不一致,不能用。如果我们想调用,只能写成d1<<cout;这不符合我们的习惯。所以说,operator<<想重载为成员函数,可以,但用起来不符合正常逻辑,不建议这样处理,我们一般将其重载为全局函数
//operator<<(cout,d1)
void operator<<(ostream& out,const Date& d)
{out<<d._year<<"年"<<d._month<<"月"<<d._day<<"日"<<endl;
}
再进行修改,便可以实现链式输出。链式输出的关键在于重载的操作符返回了一个 ostream
类型的引用,当你重载 <<
操作符时,返回类型必须是 ostream
的引用。这意味着当你使用 <<
操作符时,表达式可以继续被用在另一个 <<
表达式中。
ostream& operator<<(ostream& out,const Date& d)
{out<<d._year<<"年"<<d._month<<"月"<<d._day<<"日"<<endl;return out;
}
同理,重载流提取操作符也是如此
istream& operator>>(istream& in,Date& d)
{cout<<"请依次输入年月日:>";in>>d._year>>d._month>>d._day;return in;
}
6.const成员
const成员函数是一个特殊的成员函数,它通过在函数声明的末尾加上const
修饰符来定义。这样的成员函数承诺不会修改调用它的对象的状态,即它不会修改类的非静态成员变量。
格式:类型 函数名(参数列表)const
特点:
- 不可修改成员变量:在const成员函数内部,对类的非静态成员变量的修改是不允许的,否则会导致编译错误。
- 可调用性:如果一个对象被声明为const,那么只有const成员函数才能被调用。这是因为非const成员函数可能会改变对象的状态,这不符合对象的常量性。
- 提高安全性:使用const成员函数可以增加代码的安全性,因为它提供了明确的保证,即函数不会修改对象的状态。这有助于捕获潜在的bug,并使代码更易于理解和维护
示例:
class MyClass {
private:int value;public:MyClass(int val) : value(val) {}// const成员函数int getValue() const {return value; // 可以读取成员变量}// 非const成员函数void setValue(int val) {value = val; // 可以修改成员变量}
};
在这个例子中,getValue是一个const成员函数,它只读取成员变量value而不修改它。相反,setValue是一个非const成员函数,它可以修改成员变量value。
在下一篇文章中,我们将实现日期类来巩固运算符重载的知识
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