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快捷導(dǎo)航

C++進(jìn)一步認(rèn)識類與對象

更新時間：2021年10月21日 15:46:24 作者：藍(lán)樂

類是創(chuàng)建對象的模板，一個類可以創(chuàng)建多個對象，每個對象都是類類型的一個變量；創(chuàng)建對象的過程也叫類的實例化。每個對象都是類的一個具體實例（Instance），擁有類的成員變量和成員函數(shù)

賦值操作符重載函數(shù)

1.運算符重載

C++為了增強代碼的可讀性引入了運算符重載，運算符重載是具有特殊函數(shù)名的函數(shù)，也具有其返回值類型，函數(shù)名字以及參數(shù)列表，其返回值類型與參數(shù)列表與普通的函數(shù)類似。

其函數(shù)名為: operator + 需要重載的運算符符號(參數(shù)列表)。

需要注意的是：

（1）不能通過連接其他符號來創(chuàng)建新的操作符，比如operator$.也就是說，operator只能重載已有的操作符，其他的符號不能通過該函數(shù)來創(chuàng)造。

（2）重載操作符必須有一個類類型或枚舉類型的操作數(shù)。

（3）用于內(nèi)置類型的操作符，其含義不能改變。比如，內(nèi)置整型的==，不能改變其類型。

（4）運算符重載函數(shù)的參數(shù)個數(shù)為操作符的操作數(shù)個數(shù)，比如對于==操作符，其操作數(shù)由兩個，那么重載該操作符的函數(shù)參數(shù)應(yīng)為2個，即operator==(int x,int y);

（5）對于作為類成員的操作符重載函數(shù)，其參數(shù)看起來要比操作符的操作數(shù)個數(shù)少一個，這是因為函數(shù)隱含了一個形參this，并且this指針被限定為第一個形參。

（6）語法規(guī)定，有五個操作符不能被重載，即.*（成員中指針解引用）、：：（作用域限定符）、？：（三目操作符）、.（成員（對象）選擇）、sizeof（長度運算符）。這里需要注意的是.（解引用操作符）可以被重載，不能被重載的操作符為s1.*ptr中的.*操作符，即訪問類中指針成員并解引用。

用我們熟悉的日期類來舉例，比如我們要實現(xiàn)==這個操作符的重載函數(shù)：

//頭文件Date.h中
class Date
{
public:
	//獲取某年某月的天數(shù)
	int GetDay(int year, int month)
	{
		assert(month > 0 && month < 13);
		int Day[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
		if (month == 2 && year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0)//閏年二月
		{
			return 29;
		}
		return Day[month];
	}
	//全缺省的構(gòu)造函數(shù)
	Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		//判斷初始化的日期是否合理
		if (_month >= 13 || _day > GetDay(_year, _month) || _month <= 0 || _day <= 0
			|| _year < 0)
		{
			cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << "->";
			cout << "非法日期" << endl;
		}
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
	//拷貝構(gòu)造函數(shù)，d1(d2)
	Date(const Date& d)
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	//==運算符重載
	bool operator==(const Date& d) const;
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
//源文件Date.cpp中
//需要注意，左操作數(shù)為this指針指向的調(diào)用函數(shù)的對象，
//即函數(shù)等價于bool operator==(Date* this, const Date d);
bool Date::operator==(const Date& d) const
{
	return this->_year == d._year
		&& this->_month == d._month
		&& this->_day == d._day;
}

由于==操作符的結(jié)果為真或假，因此函數(shù)的返回值設(shè)為bool類型。

2.賦值運算符重載

我們知道賦值運算符為=，那么重載賦值運算符的函數(shù)應(yīng)為：

//Date.cpp中
Date& Date::operator=(const Date& d)
{
	if (this != &d)//排除兩個操作數(shù)相同的情況
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}
	return *this;
}

需要注意的是：

（1）首先，為了減少形參拷貝導(dǎo)致的開銷，我們用引用作為形參類型；其次，由于函數(shù)并不會修改原操作數(shù)，因此加上const可以保證代碼的安全性。

（2）這里的*this即this所指向的對象出了這個賦值重載函數(shù)并不會銷毀，因此可以用引用返回，返回類型為類名加引用。

（3）如果操作數(shù)為兩個相同的對象，回導(dǎo)致賦值操作多余，因此需要檢查是否出現(xiàn)自己給自己賦值的情況。

3.默認(rèn)的賦值操作符重載函數(shù)

一個類如果沒有顯式定義賦值運算符重載，編譯器也會生成一個，完成對象按字節(jié)序的淺拷貝（值拷貝）。

以上面的Date類為例,在我們不實現(xiàn)賦值操作符重載函數(shù)的情況下：

int main()
{
    Date d1(2021,10,15);
    Date d2;
    //這里d2回調(diào)用編譯器自己生成的operator=函數(shù)完成拷貝
    //即d2.operator=(d1)；
    d2 = d1;
    return 0;
}

和拷貝構(gòu)造函數(shù)一樣，編譯器生成的默認(rèn)賦值重載函數(shù)已經(jīng)可以完成字節(jié)序的值拷貝了，對于Date類這樣的我們無需自己定義，但是對于Stack這樣會向內(nèi)存申請空間的類，不能直接調(diào)用編譯器的默認(rèn)函數(shù)，會對已經(jīng)釋放的空間重復(fù)釋放。

4.賦值重載函數(shù)與拷貝構(gòu)造函數(shù)的對比

賦值重載函數(shù)與拷貝構(gòu)造函數(shù)的作用都是實現(xiàn)字節(jié)序的拷貝，那么二者之間有什么區(qū)別呢？

首先，拷貝構(gòu)造函數(shù)是構(gòu)造函數(shù)的一個函數(shù)重載形式，其函數(shù)名為類名，無返回值，而賦值重載函數(shù)為=這個操作符的重載，其函數(shù)名為operator=，返回值為類名，需要注意的是函數(shù)重載與操作符重載二者之間沒有任何關(guān)聯(lián)。

其次，一個對象在初始化時調(diào)用的時拷貝構(gòu)造函數(shù)，而對象初始化完成后再調(diào)用即為賦值重載函數(shù)，比如：

int main()
{
    Date d1(2021,10,15);
    //調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，相對于Date d2(d1);
    Date d2 = d1;
    Date d3(2021,10,15);
    Date d4;
    //調(diào)用賦值重載函數(shù)，即d4.operator=(d3);
    d4 = d3;
    return 0;
}

最后，由于=可以連續(xù)使用，因此賦值重載函數(shù)可以連續(xù)調(diào)用，比如：

int main()
{
    Date d1(2021,10,15);
    Date d2;
    Date d3;
    //連續(xù)調(diào)用，相當(dāng)于，d3 = (d2 = d1); 而d2 = d1有一個返回值
    //該返回值再作為操作數(shù)賦值給d3
    //也就相當(dāng)于d3.operator(d2.operator(d1));
    d3 = d2 = d1;
    return 0;
}

日期類的實現(xiàn)

學(xué)習(xí)完操作符重載，我們可以實現(xiàn)操作符==、+=、-=、>、<等等。

	//賦值運算符重載,d2=d3 -> d2.operater=(d3)
	Date& operator=(const Date& d);//由于在類域中this所指向的對象并不會銷毀，因此可以用引用返回
	//日期+=天數(shù)
	Date& operator+=(int day);
	//日期+天數(shù)
	Date operator+(int day) const;
	//日期-=天數(shù)
	Date& operator-=(int day);
	//日期-天數(shù)
	Date operator-(int day) const;
	//前置++
	Date& operator++();
	//后置++
	Date operator++(int);
	//前置--
	Date& operator--();
	//后置--
	Date operator--(int);
	//==運算符重載
	bool operator==(const Date& d) const;
	//!=運算符重載
	inline bool operator!=(const Date& d) const；
	//>運算符重載
	bool operator>(const Date& d);
	//<運算符重載
	inline bool operator<(const Date& d);
	//>=運算符重載
	inline bool operator>=(const Date& d);
	//<=運算符重載
	inline bool operator<=(const Date& d);
	//日期 - 日期，返回天數(shù)
	int operator-(const Date& d) const;

const成員

我們先來看看下面這個代碼：

	//>運算符重載
	bool operator>(const Date& d);
	void Test6()
{
	const Date d1(2021, 10, 16);
	Date d2 = d1 + 100;
	cout << (d1 > d2) << endl;
}

在這里插入圖片描述

實際運行過程中會發(fā)現(xiàn)d1 > d2這句代碼編譯不過去，這是因為隱含的this指針默認(rèn)的類型為不加const修飾的指針類型，而d1的類型為const修飾的變量，因此傳參給this后放大了修改的權(quán)限，導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤。但是this指針的類型我們是無法修改的，那么要怎么解決這種情況呢？這就需要用到我們接下來要介紹的const修飾類的成員函數(shù)了。

1.const修飾類的成員函數(shù)

將const修飾的類成員函數(shù)稱之為const成員函數(shù)，const修飾類成員函數(shù)，實際修飾該成員函數(shù)隱含的this指針，表明在該成員函數(shù)中不能對類的任何成員進(jìn)行修改。

比如說上述代碼我們可以修改為：

	//>運算符重載，其相當(dāng)于bool operator>(const Date* this, const Date& d);
	bool operator>(const Date& d) const;

2.小結(jié)

1.成員函數(shù)加const，變成const成員函數(shù)，這樣既可以讓const對象調(diào)用，也可以讓非const對象調(diào)用。

2.不是所有的成員函數(shù)都要加const，因為有的函數(shù)需要用this指針修改成員變量。

3.一個成員函數(shù)是否要加const應(yīng)看其功能，若為修改型，比如operator+=();Push();等不需要加const；而對于只讀型，Print();operator+();等就最好加上const。

綜上，如果要修改成員就不加const，若不修改則最好加上const。

取地址及const取地址操作符重載函數(shù)

類的最后兩個默認(rèn)成員函數(shù)為操作符&的重載及其加上const修飾的函數(shù)。

class Date
{ 
public :
 Date* operator&()
 {
 return this ;
 }
 const Date* operator&()const
 {
 return this ;
 }
private :
 int _year ; // 年
 int _month ; // 月
 int _day ; // 日
};

這兩個運算符一般不需要重載，使用編譯器生成的默認(rèn)取地址的重載即可，只有特殊情況，才需要重載，比如想讓別人獲取到指定的內(nèi)容！但在實際過程中應(yīng)用不多。