C++类基础（十一）

news2024/11/15 11:05:49

运算符重载（二）
● 对称运算符通常定义为非成员函数以支持首个操作数的类型转换

struct Str
{
    int val = 0;
    Str(int input)
        : val(input)
    {}
    auto operator+(Str x)
    {
        std::cout << "auto operator+(Str x)\n";
        return Str(val + x.val);
    }
};
int main()
{
    Str x = 3;
    Str z = x + 4; //通过类Str的构造函数将4转换为Str类型与x相加
    Str u = 4 + x; //Error: Invalid operands to binary expression ('int' and 'Str')
    return 0;
}

在这里插入图片描述

struct Str
{
    int val = 0;
    Str(int input)
        : val(input)
    {}
};
auto operator+(Str input1, Str input2)
{
    std::cout << "auto operator+(Str input1, Str input2)\n";
    return Str(input1.val + input2.val);
}
int main()
{
    Str x = 3;
    Str y = x + 3; OK
    return 0;
}

struct Str
{
    Str(int input)
        : val(input)
    {}
    friend auto operator+(Str, Str);
private:
    int val = 0;
};
auto operator+(Str input1, Str input2)
{
    std::cout << "auto operator+(Str input1, Str input2)\n";
    return Str(input1.val + input2.val);
}
int main()
{
    Str x = 3;
    Str y = x + 3;
    Str z = 3 + y;
    return 0;
}

● 移位运算符一定要定义为非成员函数，因为其首个操作数类型为流类型

struct Str
{
    Str(int input)
        : val(input)
    {}
    friend auto operator+(Str input1, Str input2)
    {
        return Str(input1.val + input2.val);
    }
    friend auto& operator<<(std::ostream& output, Str input) //返回引用，第一个参数类型是std::ostream
    {
        output << input.val;
        return output;
    }
private:
    int val = 0;
};
int main()
{
    Str x = 3;
    Str y = x + 3;
    std::cout << x << ' ' << y <<std::endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

● 赋值运算符也可以接收一般参数

struct Str
{
    Str()
        : val(0)
    {}
    Str(int input)
        : val(input)
    {}
    Str& operator=(const Str& input) //重载赋值运算符1。重载运算符只接受一个参数，因为缺省参数是*this。
    {
        val = input.val;
        return *this;
    }
    Str& operator=(const std::string& input) //重载赋值运算符2
    {
        val = static_cast<int>(input.size());
        return *this;
    }
//private:
    int val;
};
int main()
{
    Str x = 3;
    //Str y = "12345"; //调用构造函数而非重载赋值运算符
    Str y;
    y = "12345"; //调用重载赋值运算符
    std::cout << y.val << std::endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

● operator [] 通常返回引用

struct Str
{
    Str()
        : val(0)
    {}
    Str(int input)
        : val(input)
    {}
    Str& operator=(const Str& input) //重载赋值运算符1，
    {
        val = input.val;
        return *this;
    }
    Str& operator=(const std::string& input) //重载赋值运算符2
    {
        val = static_cast<int>(input.size());
        return *this;
    }
    //int operator[](int id) //返回“值”，只读，不可执行写操作
    int& operator[](int id) //#1返回引用，可读可写，但是*this可被修改
    {
        return val;
    }
    int operator[](int id) const //#2const修饰构成重载返回“值”，可读不可写，即*this不可被修改
    {
        return val;
    }
//private:
    int val;
};
int main()
{
    Str x = 3;
    x = "12345";
    std::cout << x[0] << '\n'; //读
    x[0] = 100; //写
    std::cout << x[0] << '\n';
    const Str cx = 3;
    //std::cout << cx[0] << std::endl; //见#1,Error: No viable overloaded operator[] for type 'const Str'
    std::cout << cx[0] << std::endl; //OK，见#2
    return 0;
}

在这里插入图片描述

● 自增、自减运算符的前缀、后缀重载方法

struct Str
{
    Str()
        : val(0)
    {}
    Str(int input)
        : val(input)
    {}
    //Str operator++() //返回“值”，Error: cannot increment value of type 'void'
    Str& operator++() //前缀自增
    {
        ++val;
        return *this;
    }
    Str operator++(int) //后缀自增,返回“值”
    {
        Str tmp(*this); //调用拷贝构造，构造临时对象，编译器不一定能优化，导致性能上的损失
        ++val;
        return tmp;
    }
//private:
    int val;
};
int main()
{
    Str s;
    ++(++s); //调用前缀自增
    std::cout << s.val <<std::endl;
    std::cout << (s++).val << std::endl; //调用后缀自增
    std::cout << s.val <<std::endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

● 使用解引用运算符（ * ）与成员访问运算符（ -> ）模拟指针行为
– 注意“ .” 运算符不能重载

通过类对象而不是指向类对象的指针调用其成员的，所以不能重载

struct Str
{
    Str(int* p)
        : ptr(p)
    {}
    //operator*() //Error: C++ requires a type specifier for all declarations
    int& operator*() //返回引用，支持读写操作
    {
        return *ptr;
    }
    int operator*() const //返回“值”，只读
    {
        return *ptr;
    }
private:
    int* ptr;
};
int main()
{
    int x = 100;
    Str ptr(&x);
    std::cout << *ptr << std::endl; //读
    *ptr = 101; //写
    std::cout << *ptr << std::endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

– “→” 会递归调用 操作 “→”

struct Str
{
    Str(int* p)
        : ptr(p)
    {}
    Str* operator ->() //重载运算符本质上是个函数
    {
        return this;
    }
    int val = 5;
private:
    int* ptr;
};
int main()
{
    int x = 100;
    Str ptr(&x);
    std::cout << ptr->val << std::endl; //#1
    std::cout << (ptr.operator->()->val) << std::endl; //#2 #1与#2等价
    return 0;
}

在这里插入图片描述

struct Str2
{
    Str2* operator->()
    {
        return this;
    }
    int blabla = 20;
};

struct Str
{
    Str(int* p)
        : ptr(p)
    {}
    Str2 operator ->() //类Str中重载->运算符返回Str2类对象
    {
        return Str2{};
    }
    int val = 5;
private:
    int* ptr;
};
int main()
{
    int x = 100;
    Str ptr(&x);
    std::cout << ptr->blabla << std::endl; //#1
    std::cout << (ptr.operator->().operator->()->blabla) << std::endl; //#2 #1与#2等价
    return 0;
}

在这里插入图片描述

int operator->() //Error: member type 'int' is not a pointer
{
    return blabla;
}

int* operator->() //Error: member reference base type 'int' is not a structure or a union
{
    return &blabla;
}

● 使用函数调用运算符构造可调用对象

struct Str
{
    Str(int p)
        : val(p)
    {}
    int operator()()
    {
        return val;
    }
    int operator()(int x, int y, int z) //参数列表不同，重载
    {
        return val + x + y +z;
    }
private:
    int val;
};
int main()
{ 
    Str obj(100);
    std::cout << obj() << std::endl;
    std::cout << obj(1, 2, 3) << std::endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

struct Str
{
    Str(int p)
        : val(p)
    {}
    int& operator()()
    {
        return this->val;
    }
    bool operator()(int input) //参数依据实际情况修改，更加灵活，是Lambda表达式的基础
    {
        //return val < input;
        return val++ < input;
    }
private:
    int val;
};
int main()
{ 
    Str obj(100);
    std::cout << obj() << std::endl;
    std::cout << obj(1) << std::endl;
    std::cout << obj() << std::endl;
    std::cout << obj(199) << std::endl;
    std::cout << obj() << std::endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

参考
深蓝学院：C++基础与深度解析

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