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C語言運(yùn)算符的重載詳解

更新時(shí)間：2022年01月19日 09:20:49 作者：悲傷土豆拌飯

大家好，本篇文章主要講的是C語言運(yùn)算符的重載詳解，感興趣的同學(xué)趕快來看一看吧，對(duì)你有幫助的話記得收藏一下

寫一個(gè)Add函數(shù)

我們先討論下面代碼，并復(fù)習(xí)前面的內(nèi)容

class Complex
{
private:
	double Real, Image;
public:
	Complex() :Real(0), Image(0) {}
	Complex(double r, double i) :Real(r), Image(i) {}
	~Complex() {}
	//Complex Add(const Complex* const this,const Complex &c)
	Complex Add(const Complex& x)const
	{
		Complex y;
		y.Real = Real + x.Real;
		y.Image = Image + x.Image;
		return y;
		//return Complex(this->Real + x.Real, this->Image + x.Image);
	}
	void Print()
	{
		cout << Real << "+" << Image << "i" << endl;
	}

};
int main()
{
	Complex c1(12, 23);
	Complex c2(4.5, 5.6);
	Complex c3;
	c3 = c1.Add(c2);
	c3.Print();

	return 0;
}

在這里插入圖片描述

直接return可以使用無名函數(shù)直接代替將亡值對(duì)象，相比可以省一次對(duì)象的構(gòu)建

我們?cè)俜治鋈绻覀兪褂?strong>引用返回Add函數(shù)

const Complex& Add(const Complex& x)const
	{
		Complex y;
		y.Real = Real + x.Real;
		y.Image = Image + x.Image;
		return y;
		//return Complex(this->Real + x.Real, this->Image + x.Image);
	}

在這里插入圖片描述

若我們以引用返回，將亡值對(duì)象會(huì)創(chuàng)建在Add函數(shù)的棧幀中，然后返回將亡值地址，函數(shù)return結(jié)束該空間會(huì)被釋放、

若沒有引用，構(gòu)建無名對(duì)象也就是將亡值對(duì)象會(huì)構(gòu)建在主函數(shù)的空間中，這里使用將亡值對(duì)象值給到c3是沒有問題的

我們查看對(duì)象的構(gòu)造與析構(gòu)

class Complex
{
private:
	double Real, Image;
public:
	Complex() :Real(0), Image(0) {}
	Complex(double r, double i) :Real(r), Image(i) 
	{ 
		cout << "Create:" << this << endl; 
	}
	Complex(const Complex& x):Real(x.Real),Image(x.Image)
	{
		cout << "Copy Create:" << this << endl;
	}
	~Complex()
	{
		cout << "~Complex:" << this << endl;
	}
	//Complex Add(const Complex* const this,const Complex &c)
	Complex Add(const Complex& x)const
	{
		return Complex(this->Real + x.Real, this->Image + x.Image);
	}
	void Print()
	{
		cout << Real << "+" << Image << "i" << endl;
	}

};

int main()
{
	Complex c1(12, 23);
	Complex c2(4.5, 5.6);
	Complex c3;
	c3 = c1.Add(c2);
	c3.Print();

	return 0;
}

在這里插入圖片描述

首先我們使用引用返回需要加上const修飾，這是因?yàn)槲覀兎祷貙⑼鲋翟?strong>臨時(shí)空間具有常性，所以普通引用是不能進(jìn)行返回的，需要使用常引用返回

const Complex& Add(const Complex& x)const
{
	return Complex(this->Real + x.Real, this->Image + x.Image);
}

我們發(fā)現(xiàn)對(duì)臨時(shí)對(duì)象的構(gòu)建后馬上就進(jìn)行析構(gòu)，那么是怎么將數(shù)據(jù)拿出給到c3的？這個(gè)在最后我們進(jìn)行分析

為什么不用加號(hào)作為函數(shù)名

//Complex operator+(const Complex* const this,const Complex &c)
Complex operator+(const Complex &c) const
{
	return Complex(this->Real + x.Real, this->Image + x.Image);
}

這里是不可以的，加號(hào)是一個(gè)操作符，不能使用操作放作為有效的函數(shù)名稱；但是在C++中為了使這些操作符號(hào)能夠當(dāng)作函數(shù)名，那么我們需要在前面加上一個(gè)關(guān)鍵字operator

//Complex operator+(const Complex* const this,const Complex &c)
Complex operator+(const Complex &c) const
{
	return Complex(this->Real + x.Real, this->Image + x.Image);
}

也就是告訴編譯器，加號(hào)是一個(gè)有效的函數(shù)名，這就叫做運(yùn)算符的重載；隨后我們之間使用 c3 = c1 + c2 就是可以的

int main()
{
	Complex c1(12, 23);
	Complex c2(4.5, 5.6);
	Complex c3;
	c3 = c1 + c2;
	//編譯器編譯會(huì)是下面的情況
	//c3 = c1.operator+(c2);
	//c3 = operator+(&c1,c2); 加上this指針
}

運(yùn)算符的重載

一個(gè)對(duì)象，編譯器會(huì)給它有6個(gè)缺省函數(shù)

在這里插入圖片描述

我們?cè)賮砜聪旅孢@個(gè)問題

//我們寫一個(gè)賦值運(yùn)算符重載
void operator=(const Object& obj)
{
	this->value = obj.value;
}
//返回類型為void，這樣不可以就不可以連等
//obja = objb = objc;
//obja = objb.operator=(objc);
//obja = operator=(&objb,objc); 返回的無類型，不能給obja賦值

且賦值函數(shù)不可以定義為const修飾

Object& operator=(const Object& obj)
{
	this->value = obj.value;
	return *this;
}

obja = objb = objc;

//改寫
obja = objb.operator=(objc);
obja = operator=(&objb,objc);

obja.operator=(operator=(&objb,objc));
operator=(&obja,operator=(&objb,objc));

通過返回對(duì)象，就可以實(shí)現(xiàn)連等；并且我們可以通過引用返回，因?yàn)?strong>此對(duì)象的生存期并不受函數(shù)的影響，不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)對(duì)象作為一個(gè)過度

防止自賦值
若是我們將obja給obja賦值，也就是自賦值

obja = obja
operator=(&obja,obja);

我們就需要進(jìn)行一步判斷

Object& operator=(const Object& obj)
{
	if(this != &obj)//防止自賦值
	{
		this->value = obj.value;
	}
	return *this;
}

上面問題解決

我們通過這段代碼來看,與上面問題相同

	Object& operator=(const Object& obj)
	{
		if (this != &obj)
		{
			this->value = obj.value;
		}
		return *this;
	}

};
Object& fun(const Object& obj)
{
	int val = obj.Value() + 10;
	Object obja(val);
	return obja;
}

int main()
{
	Object objx(0);
	Object objy(0);
	objy = fun(objx);
	cout << objy.Value() << endl;
	return 0;
}

我們?cè)谶@里希望通過引用返回，這里return的臨時(shí)對(duì)象會(huì)構(gòu)建在fun函數(shù)的棧幀中，并且在函數(shù)結(jié)束棧幀釋放，隨后調(diào)用賦值運(yùn)算符重載，但是數(shù)值依舊是正確的

在這里插入圖片描述

我們跟蹤這個(gè)被析構(gòu)對(duì)象的地址，首先我們定位在fun函數(shù)的return obja;，隨后進(jìn)入析構(gòu)函數(shù)將我們的obja進(jìn)行析構(gòu)

在這里插入圖片描述

接著運(yùn)行到回到主函數(shù)進(jìn)行賦值，接著進(jìn)入賦值運(yùn)算符重載，可以看到，這里的obj地址與已被析構(gòu)的obja地址相同

在這里插入圖片描述

可以看到這個(gè)值依舊存在，依舊可以打印給出，這是因?yàn)関s2019的特殊性質(zhì)造成的；我們每次運(yùn)行程序會(huì)發(fā)現(xiàn)每次的對(duì)象地址都在變化，邏輯地址會(huì)隨機(jī)改變，被析構(gòu)對(duì)象的棧幀不會(huì)被接下來的賦值運(yùn)算符重載擾亂地址空間，所以即使我們引用返回的對(duì)象已經(jīng)死亡依舊可以將數(shù)值正確返回

但是在vc中，我們得到的值會(huì)是隨機(jī)值，這是因?yàn)関c中每次運(yùn)行程序地址都不會(huì)改變，當(dāng)我們從fun函數(shù)退出進(jìn)入賦值語句中，就會(huì)將原本存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地址擾亂，繼而變成了隨機(jī)值

盡管我們引用返回能夠?qū)?shù)據(jù)正確打印，但是該對(duì)象已經(jīng)死亡，這是不安全的，所以我們一定不要以引用返回對(duì)象

在這里插入圖片描述