1.拷贝构造函数
c++规定:类类型的传值传参必须用拷贝构造
1.1拷贝构造函数的特点
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//同名函数,形参不同,构成重载
//参数是自身类类型的引用
Date(Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//对类类型对象的引用
Date(Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024,6,6);
Date d2(d1);
return 0;
}
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date( const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
//不是拷贝构造,就是一个普通构造
Date(Date* d)
{
_year = d->_year;
_month = d->_month;
_day = d->_day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
Date F1()
{
Date ret;
//..
return ret;
}
int main()
{
Date d1(2024, 2, 3);
// C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造,
// 所以这⾥的d1传值传参给d要调⽤拷⻉构造完成拷⻉
//都是拷贝构造
Date d2(d1);
Date d3 = d1;
Date d4(F1());
Date d5 = F1();
return 0;
}
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//Date(Date& d)
//{
// _year = d._year;
// _month = d._month;
// _day = d._day;
//}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024,2,3);
// C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造,
// 所以这⾥的d1传值传参给d要调⽤拷⻉构造完成拷⻉
Date d2(d1);
return 0;
}
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_capacity = n;
_top = 0;
}
Stack(const Stack& st)
{
// 需要对_a指向资源创建同样⼤的资源再拷⻉值
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
void Push(STDataType x)
{
if (_top == _capacity)
{
int newcapacity = _capacity * 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *
sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
return;
}
_a = tmp;
_capacity = newcapacity;
}
_a[_top++] = x;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
STDataType* _a;
size_t _capacity;
size_t _top;
};
// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
private:
Stack pushst;
Stack popst;
};
int main()
{
Stack st1;
st1.Push(1);
st1.Push(2);
// Stack不显⽰实现拷⻉构造,⽤⾃动⽣成的拷⻉构造完成浅拷⻉
// 会导致st1和st2⾥⾯的_a指针指向同⼀块资源,析构时会析构两次,程序崩溃
Stack st2 = st1;
MyQueue mq1;
// MyQueue⾃动⽣成的拷⻉构造,会⾃动调⽤Stack拷⻉构造完成pushst/popst
// 的拷⻉,只要Stack拷⻉构造⾃⼰实现了深拷⻉,他就没问题
MyQueue mq2 = mq1;
return 0;
}
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_capacity = n;
_top = 0;
}
Stack(const Stack& st)
{
// 需要对_a指向资源创建同样⼤的资源再拷⻉值
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
STDataType Top()
{
return _a[_top - 1];
}
void Push(STDataType x)
{
if (_top == _capacity)
{
int newcapacity = _capacity * 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *
sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
return;
}
_a = tmp;
_capacity = newcapacity;
}
_a[_top++] = x;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
STDataType* _a;
size_t _capacity;
size_t _top;
};
// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
private:
Stack pushst;
Stack popst;
};
Stack& Func()
{
Stack st;
st.Push(1);
st.Push(2);
st.Push(3);
return st;
}
int main()
{
Stack ret = Func();
cout << ret.Top() << endl;
return 0;
}
上面代码会程序崩溃。因为当函数Func结束时会调用Stack的析构函数,会把局部变量st销毁。
当我们把用static修饰st,使其存储到静态区,不会因函数结束而被销毁时,代码正常运行:
typedef int STDataType;
class Stack
{
public:
Stack(int n = 4)
{
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_capacity = n;
_top = 0;
}
Stack(const Stack& st)
{
// 需要对_a指向资源创建同样⼤的资源再拷⻉值
_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc申请空间失败!!!");
return;
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
STDataType Top()
{
return _a[_top - 1];
}
void Push(STDataType x)
{
if (_top == _capacity)
{
int newcapacity = _capacity * 2;
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *
sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
return;
}
_a = tmp;
_capacity = newcapacity;
}
_a[_top++] = x;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
private:
STDataType* _a;
size_t _capacity;
size_t _top;
};
// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
private:
Stack pushst;
Stack popst;
};
Stack& Func()
{
static Stack st;
st.Push(1);
st.Push(2);
st.Push(3);
return st;
}
int main()
{
Stack ret = Func();
cout << ret.Top() << endl;
return 0;
}
2.赋值运算符重载
赋值运算符重载是c++的一种操作,它允许程序员为自定义类型重新定义赋值运算符(=)的行为。
2.1运算符重载
运算符重载是c++的一种强大的特性,它允许程序员为自定义类型定义已有的运算符行为。
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
//私有成员函数外部运算符重载函数不可访问
//private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
//除了注释private的三种方法
//1.提供对应的getxxx函数
//2.友元
//3.重载成为成员函数
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
return d1._year == d2._year
&& d1._month == d2._month
&& d1._day == d2._day;
}
bool operator<(const Date& d1, const Date& d2)
{
if (d1._year < d2._year)
{
return true;
}
else if (d1._year == d2._year
&& d1._month < d2._month)
{
return true;
}
else if (d1._year == d2._year
&& d1._month == d2._month
&& d1._day < d2._day)
{
return true;
}
return false;
}
int main()
{
Date d1(2024, 6, 6);
Date d2(2024, 8, 8);
// 运算符重载函数可以显⽰调⽤
bool ret1 = operator==(d1, d2);
// 编译器会转换成调用对应的
// 运算符重载函数 operator==(d1, d2);
//operator==(d1, d2)与d1 == d2;效果相同
bool ret2 = d1 == d2;
bool ret3 = d1 < d2;
//内置类型调用简单
int i = 1, j = 2;
bool ret4 = i < j;
cout << ret1 << endl;
cout << ret2 << endl;
cout << ret3 << endl;
cout << ret4 << endl;
return 0;
}
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
bool operator==(const Date& d)
{
return _year == d._year
&& _month == d._month
&& _day == d._day;
}
bool operator<(const Date& d)
{
if (_year < d._year)
{
return true;
}
else if (_year == d._year
&& _month < d._month)
{
return true;
}
else if (_year == d._year
&& _month == d._month
&& _day < d._day)
{
return true;
}
return false;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 6, 6);
Date d2(2024, 8, 8);
bool ret1 = d1.operator==(d2);
bool ret2 = d1.operator<(d2);
cout << ret1 << endl;
cout << ret2 << endl;
return 0;
}
(6).* :: sizeof ?: .这5个运算符不能重载。
(7)重载操作符至少有⼀个类类型参数,不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义,内置类型入int,double等,不能把两个整数相加的“+”运算符重载为两个整数相减的操作
//错误示范
int operator+( int x, int y)
{
return x - y;
}
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
//前置++,返回++后的
Date& operator++()
{
cout << "前置++" << endl;
// *this就是d1
//*this += 1;
return *this;
}
//后置++,返回++前的
Date operator++(int)
{
cout << "后置++" << endl;
Date tmp;
//Date tmp(*this);
//*this += 1;
return tmp;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 9, 9);
//编译器会将其转换成d1.operator();
d1++;
//编译器会将其转换成d1.operator(0);
++d1;
return 0;
}
一、重载 << 运算符
#include <iostream>
using namespace std;
//1. 作用:通常用于将自定义类型的对象输出到标准输出流(如 cout )或其他输出流对象。
//2. 语法:
ostream& operator<<(ostream& os, const YourClass& obj);
//其中 ostream& 是返回类型,表示可以进行链式输出。
//os 是输出流对象,
//const YourClass& obj 是要输出的自定义类型对象。
class Point
{
public:
int _x, _y;
Point(int x, int y)
{
_x = x;
_y = y;
}
};
//重载为全局函数
ostream& operator<<(ostream& os, const Point& p)
{
os << "(" << p._x << "," << p._y << ")" << endl;
return os;
}
int main()
{
Point p(3, 4);
cout << p << endl;
return 0;
}
二、重载 >> 运算符
#include <iostream>
using namespace std;
//1. 作用:用于从输入流(如 cin )读取数据并存储到自定义类型的对象中。
//2. 语法:
//istream & operator>>(istream & is, YourClass & obj);
//istream& 是返回类型, is 是输入流对象,
// YourClass& obj 是要接收输入数据的自定义类型对象。
class Point
{
public:
int _x, _y;
Point(int x = 0, int y = 0)
{
_x = x;
_y = y;
}
};
istream& operator>>(istream& is, Point& p)
{
is >> p._x >> p._y;
return is;
}
ostream& operator<<(ostream& os, const Point& p)
{
os << "(" << p._x << "," << p._y << ")" << endl;
return os;
}
int main()
{
Point p;
cout << "输入x和y的值: ";
cin >> p;
cout << "Point: " << p << endl;
return 0;
}
通过重载 << 和 >> 运算符,可以使自定义类型的对象像内置类型一样方便地进行输入输出操作。
2.2 赋值运算符重载
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
//传引用返回减少拷贝
//d2 = d3
//d2.operator= d3
Date& operator=(const Date& d)
{
// 检查⾃⼰给⾃⼰赋值的情况 if (this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
// d2 = d3表达式的返回对象应该为d1,也就是*this
return *this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 9, 9);
//拷贝构造用于一个已经存在的对象拷贝初始化给一个要创建的对象
Date d2(d1);
//赋值运算符重载用于两个已经存在的对象的直接拷贝赋值
Date d3(2024, 6, 6);
d2 = d3;
return 0;
}
(3)没有显式实现时,编译器会自动生成⼀个默认赋值运算符重载,默认赋值运算符重载行为跟默认拷贝构造函数类似,对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝(⼀个字节⼀个字节的拷贝),对自定义类型成员变量会调用他的赋值重载函数。
(4)像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源,编译器自动生成的赋值运算符重载就可以完成需要的拷贝,所以不需要我们显示实现赋值运算符重载。像Stack这样的类,虽然也都是 内置类型,但是_a指向了资源,编译器自动生成的赋值运算符重载完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求,所以需要我们自己实现深拷贝(对指向的资源也进行拷贝)。像MyQueue这样的类型内部 主要是自定义类型Stack成员,编译器自动生成的赋值运算符重载会调用Stack的赋值运算符重载, 也不需要我们显示实现MyQueue的赋值运算符重载。这⾥还有⼀个小技巧,如果⼀个类显示实现 了析构并释放资源,那么他就需要显示写赋值运算符重载,否则就不需要。
将赋值运算符注释后,对于Date类成员变量,编译器会自动生成可完成所需要拷贝到赋值运算符,是否显示的写出来没有影响。
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
//传引用返回减少拷贝
//d2 = d3
//d2.operator= d3
//Date& operator=(const Date& d)
//{
// // 检查⾃⼰给⾃⼰赋值的情况 if (this != &d)
// {
// _year = d._year;
// _month = d._month;
// _day = d._day;
// }
// // d2 = d3表达式的返回对象应该为d1,也就是*this
// return *this;
//}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2024, 9, 9);
//拷贝构造用于一个已经存在的对象拷贝初始化给一个要创建的对象
Date d2(d1);
//赋值运算符重载用于两个已经存在的对象的直接拷贝赋值
Date d3(2024, 6, 6);
d2 = d3;
return 0;
}
显示的写出来的结果:
注释之后的结果:
2.3日期类实现
Date.h:
#pragma once
#include <assert.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
// 友元函数声明
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
void Print();
int GetMonthDay(int year, int month)
{
assert(month > 0 && month <= 13);
static int MonthDayArr[] = { -1,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
if (month == 2 && (year % 4 == 0 & year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
{
return 29;
}
else
{
return MonthDayArr[month];
}
}
bool CheckDate();
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);
// d1 += 天数
Date& operator+=(int day);
Date operator+(int day);
// d1 -= 天数
Date& operator-=(int day);
Date operator-(int day);
// d1 - d2
int operator-(const Date& d);
// ++d1 -> d1.operator++()
Date& operator++();
// 为了区分,构成重载,给后置++,强⾏增加了⼀个int形参
// 这个参数仅仅是为了跟前置++构成重载区分
// d1++ -> d1.operator++(0)
Date operator++(int);
Date& operator--();
Date operator--(int);
// 流插⼊
// 不建议,因为Date* this占据了⼀个参数位置,使⽤d<<cout不符合习惯
//void operator<<(ostream& out);
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 重载
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);
text.cpp:
#include "Date.h"
Date::Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
if (!d.CheckDate())
{
cout << "日期非法" << endl;
}
}
void Date::Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
bool Date::CheckDate()
{
if (_month < 1 || _month>12
|| _day<1 || _day>GetMonthDay(_year, _day))
{
return false;
}
else
{
return true;
}
}
bool Date::operator<(const Date& d)
{
if (_year < d._year)
{
return true;
}
else if (_year == d._year
&& _month < d._month)
{
return true;
}
else if (_year == d._year
&& _month == d._month
&& _day < d._day)
{
return true;
}
return false;
}
//d1 <= d2
//*this是d1,d是d2
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 || *this == d;
}
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);
}
//d1+=100
//改变了d1的值
Date& Date::operator+=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this -= -day;
}
_day += day;
while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
{
_day -= GetMonthDay(_year, _month);
_month++;
if (_month == 13)
{
_month = 1;
_year++;
}
}
return *this;
}
//d1+100
//没有改变d1的值
Date Date::operator+(int day)
{
//拷贝构造,将d1的值拷贝给tmp
Date tmp = *this;
tmp += day;
return tmp;
}
//d2-=100
Date& Date::operator-=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this += -day;
}
_day -= day;
while (_day <= 0)
{
_day += GetMonthDay(_year, _month);
_month--;
if (_month == 0)
{
_month = 12;
_year--;
}
}
return *this;
}
//d2-100
Date Date::operator-(int day)
{
Date tmp = *this;
tmp -= day;
return tmp;
}
int Date::operator-(const Date& d)
{
Date max = *this;
Date min = d;
int flag = 1;
while (*this < d)
{
max = d;
min = *this;
flag = -1;
}
int n = 0;
while (min != max)
{
min++;
n++;
}
return n * flag;
}
//++d1
Date& Date::operator++()
{
*this += 1;
return *this;
}
//d1++
Date Date::operator++(int)
{
Date tmp(*this);
*this += 1;
return tmp;
}
//--d1
Date& Date::operator--()
{
*this -= 1;
return *this;
}
//d1--
Date Date::operator--(int)
{
Date tmp(*this);
*this -= 1;
return tmp;
}
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
cout << "请依次输入年月日:>";
in >> d._year >> d._month >> d._day;
if (!d.CheckDate())
{
cout << "日期非法" << endl;
}
return in;
}
text.cpp:
#include "Date.h"
int main()
{
Date d1(2024, 9, 9);
Date d2(2024, 6, 6);
d1 += 100;
d1.Print();//2024-12-18
d1 + 100;
d1.Print();//2024-12-18
Date ret1 = d1 + 100;
ret1.Print();//2025-3-28
d2 -= 200;
d2.Print();//2023-11-19
d2 - 100;
d2.Print();//2023-11-19
Date ret2 = d2 - 100;
ret2.Print();//2023-8-10
cout << d1 - d2 << endl;//395
++d1;
d1.Print();
Date ret3 = d1++;
ret3.Print();
d1.Print();
cout << d1 << d2;
cin >> d1 >> d2;
cout << d1 << d2 << endl;
return 0;
}
3.取地址运算符重载
3.1const成员函数
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// void Print(const Date* const this) const
void Print() const
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
// 这⾥⾮const对象也可以调⽤const成员函数
// 这是⼀种权限的缩⼩
Date d1(2024, 9, 9);
d1.Print();
//const的修饰使得d2的内容不能被改变
const Date d2(2024, 6, 6);
d2.Print();
return 0;
}
3.2取地址运算符重载
class Date
{
public:
//显示的写了,便用写了的,编译器不会再自动生成
Date* operator&()
{
return this;
//return nullptr
}
const Date* operator&()const
{
return this;
//return nullptr
}
private:
int _year; // 年
int _month; // ⽉
int _day; // ⽇
};