【Ｃ++】类和对象之运算符重载(三)

news2024/9/21 10:31:10

前言：在前面我们知道在类和对象中有六个默认成员函数，并学习了其中三个构造函数、析构函数、拷贝构造函数，今天我们将进一步的学习.赋值运算符重载。

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目录标题

  • 运算符重载
    • 全局的operator
    • 局部的operator
    • 显示重载
    • 注意事项

运算符重载

运算符重载的概念:C++运算符重载是指在C++中可以自定义操作符的含义和行为。通过运算符重载，可以使用相同的操作符来执行不同类的对象的操作，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，函数名字以及参数列表，其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。

C++中可以重载的运算符有：

  • 算术运算符（+、-、*、/、%等）
  • 关系运算符（==、!=、<、>、<=、>=等）
  • 逻辑运算符（!、&&、||等）
  • 位运算符（&、|、^等）
  • 赋值运算符（=、+=、-=等）
  • 自增自减运算符（++、–等）
  • 下标运算符（[]）
  • 函数调用运算符（()）

要重载一个运算符，需要使用运算符关键字operator，以及重载函数的名称和参数。重载函数可以作为类的成员函数，也可以作为全局函数

函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表)
格式如下:

<返回类型说明符> operator <运算符符号>(<参数表>)
{
 
     <函数体>
 
}

注意：

  • 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
  • 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 ?: . 注意以上5个运算符不能重载。

全局的operator

以下是一个全局重载等于运算符的示例：

class Date
{
public:
    Date(int year = 2024, int month = 2, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    void Print()
    {
        cout << "year = " << this->_year << " month = " << this->_month << " day = " << this->_day << endl;

    }
public://这里一定得是共有，不然外部无法访问
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

bool operator==(const Date& s1,const Date& s2)
{
    return s1._year == s2._year &&
        s1._month == s2._month &&
        s1._day == s2._day;
}

int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2024, 2, 4);
    Date d3(d2);
    if (d1 == d2)//判断d1和d2是否相等
    {
        cout << "d1 == d2" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "d1 != d2" << endl;
    }
    if (d2 == d3)
    {
        cout << "d2 == d3" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "d3 != d2" << endl;
    }
    return 0;
}

在这里插入图片描述
这里作者强调一下重载函数接收参数时候为什么要加上const修饰,因为我们在引用的时候，如果不加上const，就如下面这个例子一样，有的人写代码时候可能没有注意，一不小心就把原本的对象的值给修改了，所以我们接收参数的时候通常加上const对它进行修饰。

class Date
{
public:
    Date(int year = 2024, int month = 2, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    void Print()
    {
        cout << "year = " << this->_year << " month = " << this->_month << " day = " << this->_day << endl;

    }
public://这里一定得是共有，不然外部无法访问
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
void operator+(Date& s1,Date& s2)//重载
{
    s2._year = s1._year++;
}

int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2024, 2, 4);
    cout << "重载前" << endl;
    cout << "d1:";
    d1.Print();
    cout << "d2:";
    d2.Print();
    d2 + d1;
    cout << "重载后" << endl;
    cout << "d1:";
    d1.Print();
    cout << "d2:";
    d2.Print();
    return 0;
}

在这里插入图片描述

局部的operator

当然了光说不做，等于白说，以下是一个局部重载等于运算符的示例：

#include <iostream>
#include <stdbool.h>
using namspace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 2024,int month = 2,int day = 1)//初始化
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    void Print()
    {
        cout << "year = " << this->_year << " month = " << this->_month << " day = " << this->_day << endl;

    }   
    bool operator==(const Date& s1)//在类中成员函数的第一个参数为隐藏的this，因此我们只需要一个参数
    {
        return _year == s1._year &&
            _month == s1._month &&
            _day == s1._day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2024, 2, 4);
    Date d3(d2);
    if (d1 == d2)//判断d1和d2是否相等
    {
        cout << "d1 == d2" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "d1 != d2" << endl;
    }
    if (d2 == d3)
    {
        cout << "d2 == d3" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "d3 != d2" << endl;
    }
	return 0;
}

这里很多人会很疑惑，为什么你这里只有一个参数，你这一个参数怎么比较两个数是不是相等？这里作者来给大家解释一下，其实本质上这里有一个隐式的this指针我们在前面也提到过，如果不懂什么是this指针的可以去看看博主前面的文章。
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在这里插入图片描述

别看这里可以赋值，但是我们思考一下，能不能连续赋值呢？

d1 = d2 = d3;//如果我们要这样赋值呢？

怎么会出现下面这个情况？我们不是赋值了嘛？

在这里插入图片描述
代码刨析：

  1. 我们之所以在两个数的时候能够赋值，是因为this指针在函数内部就对d2进行了修改。
  2. 在连续赋值的时候，我们该重载函数返回的是void类型，相当于我们在对d1赋值的时候是传递了一个void类型的数据过去，void类型又怎么可以赋值呢？因此我们要想实现连续赋值这里肯定是不能用void作为返回类型。

在这里插入图片描述
那么我们又如何解决连续赋值存在的问题呢？
3. 在前面我们知道了是返回值的问题，那么我们就可以通过对返回值的修改来帮助我们解决
4. 返回什么呢？这里我们可以通过返回this*,此时这里的返回值等价于返回了d2这个对象，因此可以通过返回引用来解决返回值的问题

class Date
{
public:
    Date(int year = 2024, int month = 2, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    void Print()
    {
        cout << "year = " << this->_year << " month = " << this->_month << " day = " << this->_day << endl;

    }
    Date& operator=(const Date& s1)
    {
        _year = s1._year;
        _month = s1._month;
        _day = s1._day;
        return *this;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1(2003,9,22);
    Date d2(2002,9,26);
    Date d3(0, 0, 0);
    cout << "重载前" << endl;
    d1.Print();
    d2.Print();
    d3.Print();
    d1 = d2 = d3;
    cout << "重载后" << endl;
    d1.Print();
    d2.Print();
    d3.Print();   
    return 0;
}

在这里插入图片描述

显示重载

显示赋值操作符重载:用的比较少这里作者就偷懒提一下

class MyClass {
public:
    MyClass& operator=(const MyClass& other) {//显示重载
        // 在这里实现赋值操作
        return *this;
    }
};

int main() {
    MyClass obj1;
    MyClass obj2;
    obj2 = obj1; // 调用赋值操作符重载
    return 0;
}

注意事项

在C++中，运算符重载是一种强大的特性，它可以让我们自定义类类型的行为，使其像内置类型一样使用运算符。然而，运算符重载也需要遵循一些注意事项，以确保正确和安全地使用。

以下是运算符重载的一些注意事项：

  1. 只能重载已存在的运算符：C++只允许重载已存在的运算符，而不允许创建新的运算符。例如，可以重载"+", “-”, "*“等运算符，但不能重载”%%“或”**"等新的运算符。

  2. 不改变运算符的优先级：运算符重载不会改变运算符的优先级和结合性。例如，重载"+"运算符不会改变它的加法操作的优先级和结合性。

  3. 重载运算符需要至少一个操作数是用户定义的类型：为了重载运算符，至少需要一个操作数是用户定义的类型（自定义类），因此重载的运算符不能用于内置类型的操作。

  4. 通常情况下，重载运算符应该作为类的成员函数：通常情况下，应该将运算符重载函数声明为类的成员函数。这样可以使其在类的对象上直接调用，并享受到类的私有成员的访问权限。然而，也可以将运算符重载函数声明为友元函数，以便访问类的私有成员。

  5. 一些运算符只能重载为成员函数：一些运算符（例如赋值运算符和下标运算符）只能作为类的成员函数进行重载。这是因为它们对操作数的顺序有特定的要求，只能将类的对象作为左操作数。

  6. 谨慎使用运算符重载：运算符重载是一种很强大的特性，但也容易被滥用。在重载运算符时，要确保其行为符合直觉，不会给其他开发者带来困惑。建议只在有必要时才使用运算符重载，避免滥用。

  7. 重载运算符的返回类型应该符合预期：重载运算符的返回类型应该符合预期的语义和行为。例如，重载"+="运算符时，返回的是左操作数的引用，以实现链式赋值的语法。

需要注意的是，虽然运算符重载可以更灵活地使用类对象，但也需要谨慎使用，以避免混淆和错误的行为。在重载运算符时，应该遵循一些通用的原则和最佳实践，确保代码的可读性、可维护性和安全性。

好啦，今天的内容就到这里啦，下期内容预告类和对象(四)日期类的实现

结语：今天的内容就到这里吧，谢谢各位的观看，如果有讲的不好的地方也请各位多多指出，作者每一条评论都会读的，谢谢各位。

🌏🗺️ 这里祝各位寒假愉快 💞💞

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