C++中的運(yùn)算符重載詳解
1、引例
class Complex { private: double Real,Image; public: Complex():Real(0),Image(0) {} Complex(double r, double i) : Real(r),Image(i) {} ~Complex() {} }; int main() { Complex c1(1.2,2.3); Complex c2(45,56); Complex c3; c3 = c1.Add(c2); }
類非常簡(jiǎn)單,下面我們要討論如何寫一個(gè)Add函數(shù),使得兩個(gè)對(duì)象的屬性相加,返回一個(gè)新的對(duì)象。
第一種:
Complex::Complex Add(const Complex &c) { Complex co; co.Real = this->Real + c.Real; co.Image = this->Image + c.Image; return co; }
問題1:如何寫出最節(jié)省空間的Add函數(shù)?
第二種:
Complex::Complex Add(const Complex &c) const { return Complex(c.Real + this->Real, c.Image + this.Image); }
由于不需要改變調(diào)用對(duì)象的屬性值,我們給this指針添加const 修飾。
分析過程如下:
問題2:為什么第一種方式不節(jié)省空間呢?
首先第一種的代碼比較繁瑣,并且在函數(shù)棧幀中又創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象(第3行)。并且函數(shù)類型是值傳遞類型(第6行),返回的是一個(gè)將亡值對(duì)象。那么整個(gè)Add函數(shù)空間會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)對(duì)象,造成空間的浪費(fèi)。
第二中代碼創(chuàng)建的是無名對(duì)象,減少了一個(gè)co對(duì)象的創(chuàng)建,并且將無名對(duì)象直接作為將亡值對(duì)象傳遞給main函數(shù)中的c3。
問題3:我們能否將Add函數(shù)改為引用類型,這樣來減少將亡值對(duì)象的創(chuàng)建
Complex::Complex &Add(const Complex &c) const { return Complex(c.Real + this->Real, c.Image + this.Image); }
VS2019發(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò),不能返回引用對(duì)象:
我們進(jìn)行分析:
問題4:我們能否將這個(gè)Add函數(shù)名改為 + 運(yùn)算符?
//Complex::Complex Add(const Complex &c) const Complex::Complex +(const Complex &c) const { Complex co; co.Real = this->Real + c.Real; co.Image = this->Image + c.Image; return co; } int main() { ... //c3 = c1.Add(c2); c3 = c1.+(c2); //將原先Add的地方改變?yōu)榧犹?hào)。 ... }
這樣使用,編譯器又會(huì)報(bào)錯(cuò),操作符不可作為一個(gè)有效的函數(shù)名來被使用。
問題5:如何使 +預(yù)算符 作為函數(shù)名使用?
這就引出了今天的關(guān)鍵,函數(shù)運(yùn)算符重載。
在C++中,為了使操作符作為一個(gè)有效的函數(shù)名,我們在操作符前面添加一個(gè)operator。
Complex operator+(const Complex &c) const { return Complex(c.Real + this->Real,c.Image + this->Image); } int main() { Complex c1(1.2,2.3); Complex c2(10,10); Complex c3; c3 = c1 + c2; //上面一行實(shí)際上是 //c3 = c1.operator+ (c2); //c3 = operator+(&c1,c2); //編譯器還會(huì)經(jīng)過一次編譯 }
前面幾篇博客已經(jīng)分析了第15行的由來,是將c1的地址傳遞給this指針,將c2作為形參c的別名傳遞給函數(shù)。
2、類中自動(dòng)建立的函數(shù)
在C++中,如果我們定義一個(gè)類,它會(huì)給我們自動(dòng)創(chuàng)建六個(gè)缺省函數(shù):
構(gòu)造函數(shù)析構(gòu)函數(shù)拷貝構(gòu)造函數(shù)賦值函數(shù)普通對(duì)象的&(取地址符)的重載常對(duì)象的&(取地址符)重載
代碼示例如下:
class Object { public: Object() {} //構(gòu)造函數(shù) ~Object() {} //析構(gòu)函數(shù) Object(const Object &obj) {} //拷貝構(gòu)造函數(shù) Object &operator=() {const Object &obj} //賦值函數(shù) { return *this; } Object *operator&() //普通對(duì)象的&(取地址符)的重載 { return this; } const Object *operator&() const //常對(duì)象的&(取地址符)重載 { return this; } };
然后,在C11標(biāo)準(zhǔn)下,又增添了兩個(gè)缺省函數(shù),這里不做深究:
移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)移動(dòng)賦值函數(shù)
3、重載賦值運(yùn)算符解析
回到最初的例子:
class Object { int value; public: Object () { cout << "create:" << this << endl; } //普通構(gòu)造函數(shù) Object (int x = 0):value(x) {cout << "create:" << this << endl;} //缺省構(gòu)造函數(shù) ~Object() //析構(gòu)函數(shù) { cout << "~Objcet() " << this << endl; } Object(Object &obj):value(obj.value) { cout << "Copy create:" << this << endl; } int & Value() { return value; } const int &Value() const { return value; } Object &operator=(const Object& obj) //此處加引用 { this->value = obj.value; return *this; //this指針指向objb的地址。賦值函數(shù)結(jié)束后,objb不會(huì)被消亡,所以可以以引用返回 } void operator=(const Object& obj) //賦值語(yǔ)句不可給this指針加const { this->value = obj.value; } }; int main() { Object objx(0); Object objy(0); objy = fun(objx); cout << objy.Value() << endl; return 0; }
我們?cè)?4行添加一個(gè)等號(hào)運(yùn)算符重載函數(shù): void operator=(const Object& obj)
此處不可添加const修飾this指針,因?yàn)樾枰褂胻his指針作為左值被修改。
問題6:void operator=(const Object& obj) 只能用于 obja = objb,為什么不可以這樣使用 obja = objb = objc;
我們逐一分析:
obja = objb = objc; //當(dāng)調(diào)用等號(hào)運(yùn)算符函數(shù)的時(shí)候。 obja = objb.operator = (objc); obja = operator = (&objb,objc); //如果此處是調(diào)用的是 void operator=(const Object& obj) ; //等號(hào)從右向左指向,我們不能把一個(gè)void 類型賦給一個(gè)obja對(duì)象類型。
我們將賦值運(yùn)算符進(jìn)行再次重載,丟棄 void 版本:
Object &operator=(const Object& obj) //此處加引用 { this->value = obj.value; return *this; //this指針指向objb的地址。賦值函數(shù)結(jié)束后,objb不會(huì)被消亡,所以可以以引用返回 }
這樣就可以使用了。
我們接著上次的深入分析:
obja.operator=(operator=(&objb,objc)); operator=(&obja,operator=(&objb,objc));
問題7:如果遇到obja = obja這種情況,如何賦值呢?
回答:對(duì)this指針和形參引用進(jìn)行判斷。
Object &operator=(const Object &obj) { if(this != &obj) { this->value = obj.value } }
問題8:為什么函數(shù)是在棧區(qū)構(gòu)建的,以引用返回打印的不是一個(gè)隨機(jī)值?
運(yùn)行程序,VS2012中,打印的是一個(gè)隨機(jī)值。
VS2019打印的是一個(gè)正常值。
c));
> 問題7:如果遇到obja = obja這種情況,如何賦值呢? > > 回答:對(duì)this指針和形參引用進(jìn)行判斷。 ```cpp Object &operator=(const Object &obj) { if(this != &obj) { this->value = obj.value } }
問題8:為什么函數(shù)是在棧區(qū)構(gòu)建的,以引用返回打印的不是一個(gè)隨機(jī)值?
運(yùn)行程序,VS2012中,打印的是一個(gè)隨機(jī)值。
VS2019打印的是一個(gè)正常值。
在WIN10系統(tǒng)中,VS2019與操作系統(tǒng)完全結(jié)合,安全性更高。當(dāng)程序多次運(yùn)行的時(shí)候,它的邏輯地址都不一樣,這樣做的好處是:當(dāng)病毒入侵時(shí),由于程序的邏輯地址是變化的,病毒不好尋找入侵的入口。
總結(jié)
到此這篇關(guān)于C++中的運(yùn)算符重載詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++運(yùn)算符重載內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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