【C++】运算符重载案例 - 字符串类 ② ( 重载 等号 = 运算符 | 重载 数组下标 [] 操作符 | 完整代码示例 )

news2024/10/5 14:17:57

文章目录

  • 一、重载 等号 = 运算符
    • 1、等号 = 运算符 与 拷贝构造函数
    • 2、重载 等号 = 运算符 - 右操作数为 String 对象
    • 3、不同的右操作数对应的 重载运算符函数
  • 二、重载 下标 [] 运算符
  • 三、完整代码示例
    • 1、String.h 类头文件
    • 2、String.cpp 类实现
    • 3、Test.cpp 测试类
    • 4、执行结果





一、重载 等号 = 运算符



1、等号 = 运算符 与 拷贝构造函数


等号 = 操作符 的 作用是 使用一个现有对象 为 另外一个现有对象赋值 ;

  • 注意与 拷贝构造函数 区分 , 拷贝构造函数是 使用一个先有对象 为 一个新的对象进行初始化 ;
  • 下面的代码中 , 分别调用 等号操作符 和 拷贝构造函数 ;
String s1, s2;
s1 = s2;		// 这是使用 等号操作符 进行运算
String s3 = s2; // 这是使用 拷贝构造函数

2、重载 等号 = 运算符 - 右操作数为 String 对象


使用 成员函数 实现 重载 等号 = 运算符 :

  • 首先 , 写出函数名 , 函数名规则为 " operate " 后面跟上要重载的运算符 ,
    • 2 2 2 个对象 Student s1, s2 之间进行 等号运算 , 使用一个现有对象 为 另外一个现有对象赋值 ;
    • 使用时用法为 s1 = s2 ;
    • 函数名是 operator= ;
operator=
  • 然后 , 根据操作数 写出函数参数 , 参数一般都是 对象的引用 ;
    • 等号运算符 使用时用法为 s1 = s2 ;
    • 左操作数 : 其中 左操作数 是 s1 , 这里通过 this 指针调用 , 不需要声明在参数中 ;
    • 右操作数 - 情况 ① : 右操作数 也是 String 对象 ; 该操作数需要声明在参数中 , 注意 普通数据类型 直接声明 , 对象数据类型 需要声明 为 引用类型 ;
    • 上述两个是对象类型 , 对象一般传入 指针 或 引用 , 由于是基础数据类型 , 这里传入基础数据类型 ; 如果是 对象类型 , 则传入引用 ;
    • 右操作数 - 情况 ② : 还有一种情况是 s1 = "Tom" 的用法 , 这样 右操作数 是 char* 类型的字符串 ;
operator=(const String& s)	// 传入 String 对象 , 使用 const 修饰参数 , 防止传入的对象被修改
operator=(const char* p)	// 传入字符串值
  • 再后 , 根据业务完善返回值 , 返回值可以是 引用 / 指针 / 元素 ;
    • 此处返回值返回 String& 对象引用 , 可用于其它链式调用 ;
    • 如果返回 String 对象 , 则是一次性的匿名对象 ;
String& operator=(const String& s)	// 传入 String 对象 , 使用 const 修饰参数 , 防止传入的对象被修改
String& operator=(const char* p)	// 传入字符串值
  • 最后 , 实现函数体 , 编写具体的运算符操作业务逻辑 ;
    • 先把本对象已分配的内存释放掉 ;
    • 再进行赋值操作 ;

3、不同的右操作数对应的 重载运算符函数


不同的右操作数对应的 重载运算符函数 :

  • 右操作数是 String 对象的情况 :
// 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 String 对象的情况
String& String::operator=(const String& s)
{
	// 先处理本对象已分配的内存
	if (this->m_p != NULL)
	{
		// 之前使用 new 分配的内存
		// 释放内存就需要使用 delete 
		// 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 释放
		delete[] this->m_p;

		// 设置指针指为空 , 避免出现野指针
		this->m_p = NULL;

		// 设置字符串长度为 0
		this->m_len = 0;
	}

	// 拷贝字符串长度
	// 注意 : 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
	this->m_len = s.m_len;

	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
	this->m_p = new char[this->m_len + 1];

	// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
	strcpy(this->m_p, s.m_p);

	cout << "调用重载等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const String& s)" << endl;

	return *this;
}
  • 右操作数为 字符串指针 的情况 :
// 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 字符串常量值 的情况
String& String::operator=(const char* p)
{
	// 先处理本对象已分配的内存
	if (this->m_p != NULL)
	{
		// 之前使用 new 分配的内存
		// 释放内存就需要使用 delete 
		// 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 释放
		delete[] this->m_p;

		// 设置指针指为空 , 避免出现野指针
		this->m_p = NULL;

		// 设置字符串长度为 0
		this->m_len = 0;
	}

	// 拷贝字符串长度
	// 注意 : 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
	this->m_len = strlen(p);

	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
	this->m_p = new char[this->m_len + 1];

	// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
	strcpy(this->m_p, p);

	cout << "调用重载等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const char* p)" << endl;

	return *this;
}




二、重载 下标 [] 运算符


使用 成员函数 实现 重载 下标 [] 运算符 :

  • 首先 , 写出函数名 , 函数名规则为 " operate " 后面跟上要重载的运算符 ,
    • 下标 [] 运算符 , 使用时用法为 s[10] ;
    • 重载 下标 [] 运算符 函数名是 operator[] ;
operator[]
  • 然后 , 根据操作数 写出函数参数 , 参数一般都是 对象的引用 ;
    • 下标 运算符 使用时用法为 s[10] ;
    • 左操作数 : 其中 左操作数 是 s 对象 , 这里通过 this 指针调用 , 不需要声明在参数中 ;
    • 右操作数 : 右操作数 是 int 类型 索引值 ;
operator[](int i)
  • 再后 , 根据业务完善返回值 , 返回值可以是 引用 / 指针 / 元素 ;
    • 此处返回值 是 char 类型的 , 返回具体字符串指定索引的 char 类型字符 ;
    • char 字符是内存中的一个地址中的值 , 这里返回引用类型 ;
char& operator[](int i)
  • 最后 , 实现函数体 , 编写具体的运算符操作业务逻辑 ;
// 重载 数组下标 [] 操作符
char& String::operator[](int i)
{
	// 直接返回对应 i 索引字符
	return this->m_p[i];
}




三、完整代码示例



1、String.h 类头文件


#pragma once

#include "iostream"
using namespace std;

class String
{
public:
	// 默认的无参构造函数
	String();

	// 有参构造函数 , 接收一个 char* 类型字符串指针
	String(const char* p);

	// 拷贝构造函数 , 使用 String 对象初始化 对象值
	String(const String& s);

	// 析构函数
	~String();

public:
	// 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 String 对象的情况
	String& operator=(const String& s);

	// 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 字符串常量值 的情况
	String& operator=(const char* p);

	// 重载 数组下标 [] 操作符
	char& operator[](int i);

private:
	// 字符串长度 , 不包括 '\0'
	// 内存占用空间大小 = 字符串长度 + 1
	int m_len;

	// 字符串指针, 指向堆内存中的字符串
	char* m_p;
};

2、String.cpp 类实现


// 使用 strcpy 函数报错
// error C4996: 'strcpy': This function or variable may be unsafe. 
// Consider using strcpy_s instead. 
// To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS. 
// See online help for details.
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include "String.h"

// 默认的无参构造函数
String::String()
{
	// 默认构造一个空字符串 , 字符串长度为 0 
	// 但是 , 字符串指针 指向的内存空间大小是 1 , 内容是 '\0'
	m_len = 0;

	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
	m_p = new char[m_len + 1];

	// 拷贝空字符串到 m_p 指向的内存中
	strcpy(m_p, "");

	cout << "调用无参构造函数" << endl;
}

// 有参构造函数 , 接收一个 char* 类型字符串指针
String::String(const char* p)
{
	if (p == NULL)
	{
		// 默认构造一个空字符串 , 字符串长度为 0 
		// 但是 , 字符串指针 指向的内存空间大小是 1 , 内容是 '\0'
		this->m_len = 0;

		// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
		// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
		this->m_p = new char[this->m_len + 1];

		// 拷贝空字符串到 m_p 指向的内存中
		strcpy(m_p, "");
	}
	else
	{
		// 获取传入字符串的长度
		// 但是 , 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
		this->m_len = strlen(p);

		// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
		// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
		this->m_p = new char[this->m_len + 1];

		// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
		strcpy(m_p, p);
	}
	cout << "调用有参构造函数" << endl;
};

// 拷贝构造函数 , 使用 String 对象初始化 对象值
String::String(const String& s)
{
	// 拷贝字符串长度
	// 注意 : 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
	this->m_len = s.m_len;

	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
	this->m_p = new char[this->m_len + 1];

	// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
	strcpy(this->m_p, s.m_p);

	cout << "调用拷贝构造函数" << endl;
}

// 析构函数
String::~String()
{
	if (this->m_p != NULL)
	{
		// 之前使用 new 分配的内存
		// 释放内存就需要使用 delete 
		// 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 释放
		delete[] this->m_p;

		// 设置指针指为空 , 避免出现野指针
		this->m_p = NULL;

		// 设置字符串长度为 0
		this->m_len = 0;
	}
}

// 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 String 对象的情况
String& String::operator=(const String& s)
{
	// 先处理本对象已分配的内存
	if (this->m_p != NULL)
	{
		// 之前使用 new 分配的内存
		// 释放内存就需要使用 delete 
		// 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 释放
		delete[] this->m_p;

		// 设置指针指为空 , 避免出现野指针
		this->m_p = NULL;

		// 设置字符串长度为 0
		this->m_len = 0;
	}

	// 拷贝字符串长度
	// 注意 : 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
	this->m_len = s.m_len;

	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
	this->m_p = new char[this->m_len + 1];

	// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
	strcpy(this->m_p, s.m_p);

	cout << "调用重载 等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const String& s)" << endl;

	return *this;
}

// 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 字符串常量值 的情况
String& String::operator=(const char* p)
{
	// 先处理本对象已分配的内存
	if (this->m_p != NULL)
	{
		// 之前使用 new 分配的内存
		// 释放内存就需要使用 delete 
		// 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 释放
		delete[] this->m_p;

		// 设置指针指为空 , 避免出现野指针
		this->m_p = NULL;

		// 设置字符串长度为 0
		this->m_len = 0;
	}

	// 拷贝字符串长度
	// 注意 : 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
	this->m_len = strlen(p);

	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
	this->m_p = new char[this->m_len + 1];

	// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
	strcpy(this->m_p, p);

	cout << "调用重载 等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const char* p)" << endl;

	return *this;
}

// 重载 数组下标 [] 操作符
char& String::operator[](int i)
{
	cout << "调用重载 下标 [] 操作符函数 char& String::operator[](int i)" << endl;

	// 直接返回对应 i 索引字符
	return this->m_p[i];
}

3、Test.cpp 测试类


#include "iostream"
using namespace std;

// 导入自定义的 String 类
#include "String.h"

int main() {

	// 调用无参构造函数
	String s1;

	// 调用有参构造函数
	String s2("Tom");

	// 调用拷贝构造函数
	String s3 = s2;

	// 调用重载的等号运算符函数, 右操作数是 String 对象
	s1 = s2;

	// 调用重载的等号运算符函数, 右操作数是 字符串常量值 , char* 指针类型
	s3 = "Jerry";

	// 调用重载的下标运算符函数
	char c = s3[3];


	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
	system("pause");

	return 0;
}

4、执行结果


执行结果 :

调用无参构造函数
调用有参构造函数
调用拷贝构造函数
调用重载 等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const String& s)
调用重载 等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const char* p)
调用重载 下标 [] 操作符函数 char& String::operator[](int i)

在这里插入图片描述

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