C++练级之路——类和对象（中二）

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，也是具有其返回值类型，函数名字以及参数列表，其返回值类型和参数列表与普通的函数类似。

函数名字为：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：

1.不能通过链接其他符号来创建新的操作符：比如 operator@；

2.重载操作符必须有一个类类型参数；

3.用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置类型的+，不能改变其含义；

4.作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作书数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this；

5.  .*   ::     sizeof     ?:    .    注意以上五个运算符不能重载，这个经常在笔试选择题中出现。

//运算符重载
bool operator<(const Date& d);
bool operator==(const Date& d);
bool operator<=(const Date& d);
bool operator>(const Date& d);
bool operator>=(const Date& d);
bool operator!=(const Date& d);//函数实现
bool Date::operator<(const Date& d)
{if (_year < d._year)return true;else if (_year == d._year){if (_month < d._month)return true;else if (_month == d._month)return _day < d._day;}return false;
}bool Date::operator==(const Date& d)
{return _year == d._year&& _month == d._month&& _day == d._day;
}bool Date::operator<=(const Date& d)
{return *this < d && *this == d;
}
bool Date::operator>(const Date& d)
{return !(*this <= d);
}
bool Date::operator>=(const Date& d)
{return !(*this <d);
}
bool Date::operator!=(const Date& d)
{return !(*this == d);
}

        当我们重载了  <  和 ==  时，就可以复用这两个运算符，重载<=  >   >=   != ，更加方便了。

2、赋值运算符重载 

1、赋值运算符重载格式

1.参数类型：const  参数名&，传递引用可以提高传参效率，（不用再调用拷贝构造了）；

2.返回值类型：参数名&  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；

3.检测是否自己给自己赋值

4.返回trhis，要符合连续赋值的含义；

//声明
Date& operator=(const Date& d);//定义
Date& Date:: operator=(const Date& d)
{_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;
}

 2、赋值运算符只能重载成成员函数，不能重载成全局函数

因为赋值运算符第一个参数是this指针，重载成全局函数，就需要传this指针，而当类里面没有显式定义赋值运算符时，编译器会自动生成一个默认的。此时就会和类外的赋值运算符重载形成冲突，所以赋值运算符只能是成员函数。

3、用户没有显式实现时，编译器会自动生成一个默认的赋值操作符重载，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，而自定义成员变量需要调用对应类的赋值运算符重载完成赋值，如果自定义类中没有显式实现赋值运算符重载，编译器也会默认生成赋值重载；

class Time
{
public:Time(){_hour = 1;_minute = 1;_second = 1;}//这个赋值运算符重载写不写都可以，不写的话编译器也会自动生成/*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 Date1
{
public:void print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:// 基本类型(内置类型)int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date1 d1;Date1 d2;d1 = d2;d1.print();d2.print();return 0;
}

但是，我们真的不需要自己写了吗？

不是的，如果类中涉及到资源管理，开辟空间的，就要自己实现赋值重载了，因为编译器自己实现的是浅拷贝，也就是值拷贝，不会额外开辟空间，所以我们自己写深拷贝，和拷贝构造，析构函数差不多。

3、前置++和后置++重载

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，故用引用的方式返回提高效率；

后置++，返回+1之前的结果

为了能够区分

C++规定：后置++重载时多增加一个Int 参数，但调用函数时，用户不用传递，编译器会自动传递，（问就是C++规定的）

后置++，要用值的方式返回，因为要在函数内创建一个临时对象tem来保存*this，然后*this++

然后返回tem,

//前置++
Date& Date::operator++()
{*this += 1;return *this;
}//后置++
//int 只是一个标志，代表他是后置的--，没有实际意义
Date Date::operator++(int)
{Date tem = *this;*this += 1;return tem;
}//前置--
Date& Date::operator--()
{*this -= 1;return *this;
}//后置--
Date Date::operator--(int)
{Date tem = *this;*this -= 1;return tem;
}

 4、const成员变量

将const修饰的成员函数成为“const成员函数”，，const修饰类成员函数，实际上是修饰该类成员函数隐函的 this 指针，表明在该成员函数中不能对类的成员进行修改。

class Date1
{
public:Date1(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << "Print()" << endl;cout << "year:" << _year << endl;cout << "month:" << _month << endl;cout << "day:" << _day << endl << endl;}void Print() const{cout << "Print()const" << endl;cout << "year:" << _year << endl;cout << "month:" << _month << endl;cout << "day:" << _day << endl << endl;}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};
void Test()
{Date1 d1(2022, 1, 13);d1.Print();const Date1 d2(2022, 1, 13);d2.Print();
}int main()
{Test();return 0;
}

 注意：权限可以缩小，平移，但是不可以放大；

请思考下面的几个问题：

1. const 对象可以调用非 const 成员函数吗？
2. 非 const 对象可以调用 const 成员函数吗？
3. const 成员函数内可以调用其它的非 const 成员函数吗？
4. 非 const 成员函数内可以调用其它的 const 成员函数吗？

5、日期类的实现

        我们还可以重载流插入和流提取

流插入我们要要在类外实现，因为在类中实现，第一个参数是隐形的this指针，而我们希望第一个参数是ostream& out，那我们就定义在类外可以解决这个问题，但是定义在类外我们就无法访问类中的私有的成员变量，就用到了另一个办法，友元，友元的概念就是我是你的朋友，我可以访问你的元素，不管是共有还是私有，这里暂且了解一下，下节会讲；

下面来看日期类的实现，上面的运算符重载都会用到；

//Date.h
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;int is_year(int y);class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:Date(int year=1 ,int month=1, int day=1);Date(const Date& d);//在类里面定义的函数默认就内联函数int GetMonthDay(int y, int m){               static int months[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };if (m == 2)return months[m] + is_year(y);return months[m];}//日期+=天数Date& operator+=(int day);Date operator+(int day);Date& operator-=(int day);Date operator-(int day);//++和--Date& operator++();Date operator++(int);Date& operator--();Date operator--(int);//日期-日期int operator-(const Date& d);//运算符重载Date& operator=(const Date& d);bool operator<(const Date& d);bool operator==(const Date& d);bool operator<=(const Date& d);bool operator>(const Date& d);bool operator>=(const Date& d);bool operator!=(const Date& d);//流插入和流输出~Date();void print();private:int _year;int _month;int _day;
};ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in,  Date& d);
//Date.cpp#include"Date.h"int is_year(int y)
{if (y % 4 == 0 && y % 100 != 0 || y % 400 == 0)return 1;return 0;
}Date::Date(int year , int month , int day ){_year = year;_month = month;_day = day;}Date::Date(const Date& d){cout << "Date::Date(const Date& d)" << endl;_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}Date& Date::operator+=(int day){_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){_day -= GetMonthDay(_year, _month);_month++;if (_month == 13){_year++;_month = 1;}}return *this;}Date Date::operator+(int day){Date tem = *this;tem += day;return tem;}Date& Date::operator-=(int day){_day -=day;while (_day < 0){_month--;if (_month == 0){_year--;_month = 12;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;}Date Date::operator-(int day){Date tem = *this;tem -= day;return tem;}//前置++Date& Date::operator++(){*this += 1;return *this;}//后置++//int 只是一个标志，代表他是后置的--，没有实际意义Date Date::operator++(int){Date tem = *this;*this += 1;return tem;}//前置--Date& Date::operator--(){*this -= 1;return *this;}//后置--Date Date::operator--(int){Date tem = *this;*this -= 1;return tem;}//日期-日期int Date:: operator-(const Date& d){Date max = *this;Date min = d;int n = 0;int flag = 1;if (max < min){max = d;min = *this;flag = -1;}while (min!=max){++min;++ n;}return n*flag;                                                 }//赋值运算符重载Date& Date:: operator=(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;}bool Date::operator<(const Date& d){if (_year < d._year)return true;else if (_year == d._year){if (_month < d._month)return true;else if (_month == d._month)return _day < d._day;}return false;}bool Date::operator==(const Date& d){return _year == d._year&& _month == d._month&& _day == d._day;}bool Date::operator<=(const Date& d){return *this < d && *this == d;}bool Date::operator>(const Date& d){return !(*this <= d);}bool Date::operator>=(const Date& d){return !(*this <d);}bool Date::operator!=(const Date& d){return !(*this == d);}void Date::print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}Date::~Date(){//cout << "Date::~Date()" << endl;}ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d){out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << endl;return out;}istream& operator>>(istream& in, Date& d){cout << "请输入日期:" << endl;in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;}
//Test.cpp
#include"Date.h"//Date func()
//{
//	Date d3(2024, 4, 14);
//	return d3;
//}
int fx()
{int a = 10;int b = 20;int c = 30;return a + b + c;
}
//int main()
//{
//	
//	  Date ret = func();
//	  ret.print();
//
//
//	/*Date d1(2024, 4, 14);
//	Date d2(2024, 5, 14);
//	d1.print();
//	d2.print();
//	cout << (d2 < d1) << endl;
//	cout << (d2 <= d1) << endl;
//	cout << (d2 > d1) << endl;
//	cout << (d2 >= d1) << endl;
//	cout << (d2 == d1) << endl;
//	cout << (d2 != d1) << endl;*/
//
//	return 0;
//}//Date func()
//{
//	Date d3(2024, 4, 14);
//	return d3;
//}
//Date& func()
//{
//	Date d3(2024, 4, 14);
//	return d3;
//}
//int main()
//{
//	//const Date& ret = func();
//	//ret.print();
//
//	return 0;
//}//Date& func()
//{
//	static Date d3(2024, 4, 14);
//	return d3;
//}
//int main()
//{
//	 Date& ret = func();
//	 ret.print();
//
//	return 0;
//}
//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 Date1
//{
//public:
//	void print()
//	{
//		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
//	}
//private:
//	// 基本类型(内置类型)
//	int _year = 1970;
//	int _month = 1;
//	int _day = 1;
//	// 自定义类型
//	Time _t;
//};
//int main()
//{
//	Date1 d1;
//	Date1 d2;
//	d1 = d2;
//
//	d1.print();
//	d2.print();
//	return 0;
//}
//int main()
//{
//	Date d1(2024, 4, 15);
//	Date d2(2024, 2, 15);
//	d2 = d1;
//
//	d1.print();
//	d2.print();
//
//	
//	return 0;
//}//class Date1
//{
//public:
//	Date1(int year, int month, int day)
//	{
//		_year = year;
//		_month = month;
//		_day = day;
//	}
//	void Print()
//	{
//		cout << "Print()" << endl;
//		cout << "year:" << _year << endl;
//		cout << "month:" << _month << endl;
//		cout << "day:" << _day << endl << endl;
//	}
//	void Print() const
//	{
//		cout << "Print()const" << endl;
//		cout << "year:" << _year << endl;
//		cout << "month:" << _month << endl;
//		cout << "day:" << _day << endl << endl;
//	}
//private:
//	int _year; // 年
//	int _month; // 月
//	int _day; // 日
//};
//void Test()
//{
//	Date1 d1(2022, 1, 13);
//	d1.Print();
//	const Date1 d2(2022, 1, 13);
//	d2.Print();
//}
//  int main()
//{
//	  Test();
//	  return 0;
//}
int main()
{Date d1(2024, 4, 17);Date d2(2024, 9, 14);cin >> d1 >> d2;cout << d1 << d2;/*cout << (d2 - d1) << endl;d1.print();d2.print();*/return 0;
}

6、取地址及const取地址操作符重载

这两个默认构造函数一般不用重新定义，编译器会默认生成；

class Date1
{
public:Date1* operator&(){return this;}const Date1* operator&()const{return this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

 这两个运算符一般不需要重载，使用编译器默认生成的取地址重载即可，除非特殊情况，比如想让别人获取到指定的内容！

撒花！！！

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