C++超詳細(xì)講解運(yùn)算符重載
概念
C++為了增強(qiáng)代碼的可讀性引入了運(yùn)算符重載,運(yùn)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。
函數(shù)名字為:關(guān)鍵字operator后面接需要重載的運(yùn)算符符號(hào)。
函數(shù)原型:返回值類型 operator操作符(參數(shù)列表)
需要注意的幾點(diǎn):
- 不能通過(guò)連接其他符號(hào)來(lái)創(chuàng)建新的操作符:比如operator@,必須是已有的操作符;
- 重載操作符必須有一個(gè)類類型或者枚舉類型的操作數(shù);
- 用于內(nèi)置類型的操作符,其含義不能改變,例如:內(nèi)置的整型+,不 能改變其含義;
- 作為類成員的重載函數(shù)時(shí),其形參看起來(lái)比操作數(shù)數(shù)目少1,成員函數(shù)的操作符有一個(gè)默認(rèn)的形參this,限定為第一個(gè)形參;
- 參數(shù)個(gè)數(shù)與重載的運(yùn)算符有關(guān);
- .* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5個(gè)運(yùn)算符不能重載;
- 運(yùn)算符重載作用于左操作數(shù),會(huì)把左操作數(shù)當(dāng)做第一個(gè)參數(shù);
既然是對(duì)自定義類型對(duì)象之間的操作符的重載,那么它的參數(shù)一定有此類型的對(duì)象,并且需要對(duì)對(duì)象的成員進(jìn)行操作,這就需要打破封裝的限制,那么這個(gè)函數(shù)應(yīng)該設(shè)置為全局的還是類的成員呢?
有以下幾種思路:
- 函數(shù)設(shè)為公有,成員變量設(shè)為公有(不好);
- 函數(shù)設(shè)為公有另外寫(xiě)一個(gè)成員函數(shù)區(qū)獲取成員變量的值(不好);
- 將函數(shù)設(shè)為類的友元函數(shù)(可以);
- 放入類中,作為成員函數(shù)(推薦);
// 全局的operator== class Date { public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } int _year; int _month; int _day; }; // 這里會(huì)發(fā)現(xiàn)運(yùn)算符重載成全局的就需要成員變量是共有的,那么問(wèn)題來(lái)了,封裝性如何保證? // 這里其實(shí)可以用我們后面學(xué)習(xí)的友元解決,或者干脆重載成成員函數(shù)。 bool operator==(const Date& d1, const Date& d2) { return d1._year == d2._year && d1._month == d2._month && d1._day == d2._day; } int main() { Date d1(2018, 9, 26); Date d2(2018, 9, 29); cout << (d1 == d2) << endl; return 0; }
這樣的寫(xiě)法就打破了封裝,讓類的成員都暴露了出來(lái),這樣的損失不太值得。
賦值運(yùn)算符重載
賦值操作運(yùn)算符重載特征如下:
- 參數(shù)類型相同;
- 返回值;
- 檢測(cè)是否給自己賦值;
- 返回*this;
- 一個(gè)類如果沒(méi)有顯式的定義賦值操作符重載,編譯器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè),完成對(duì)象字節(jié)序的拷貝(淺拷貝);
- 賦值運(yùn)算符在類中不顯式實(shí)現(xiàn)時(shí),編譯器會(huì)生成一份默認(rèn)的,此時(shí)用戶在類外再將賦值運(yùn)算符重載為全局的,就和編譯器生成的默認(rèn)賦值運(yùn)算符沖突了,故賦值運(yùn)算符只能重載成成員函數(shù)。
class Date { public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) { _year = year; _month = month; _day = day; } void Display() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1; Date d2(2018, 10, 1); // 這里d1調(diào)用的編譯器生成operator=完成拷貝,d2和d1的值也是一樣的。 d1 = d2; d1.Display(); d2.Display(); return 0; }
是不是很像自動(dòng)生成的拷貝構(gòu)造?那么它也存在一定的問(wèn)題,對(duì)于日期類的對(duì)象他能很好的完成賦值操作,可對(duì)于指針類型呢?
下面的程序會(huì)崩潰
class String { public: String(const char* str = "songxin") { cout << "String(const char* str = \"songxin\")" << endl; _str = (char*)malloc(strlen(str) + 1); strcpy(_str, str); } ~String() { cout << "~String()" << endl; free(_str); _str = nullptr; } private: char* _str; }; int main() { String s1("tanmei"); String s2; s2 = s1; return 0; }
原因也是因?yàn)闇\拷貝的關(guān)系,導(dǎo)致同一塊內(nèi)存被釋放了兩次,程序崩潰。
可以不顯式定義賦值操作符重載函數(shù)的情況
- 成員變量沒(méi)有指針;
- 成員變量的指針沒(méi)有管理內(nèi)存資源;
注意:賦值操作符重載與拷貝構(gòu)造不同的地方就是拷貝構(gòu)造是在對(duì)象定義時(shí),而賦值操作符重載是作用于已經(jīng)存在的對(duì)象。
const成員
const修飾類的成員函數(shù),有點(diǎn)奇怪,const怎么能修飾函數(shù)呢?
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(shí)際修飾該成員函數(shù)隱含的this指針指向的對(duì)象,表明在該成員函數(shù)中不能對(duì)指針指向?qū)ο蟮娜魏纬蓡T進(jìn)行修改。
class Date { public: Date()//構(gòu)造函數(shù)不寫(xiě)的話創(chuàng)建const的對(duì)象會(huì)報(bào)錯(cuò)。 : _year(1900), _month(1), _day(1) {} void Display() { cout << "Display ()" << endl; cout << "year:" << _year << endl; cout << "month:" << _month << endl; cout << "day:" << _day << endl << endl; } void Display() const { cout << "Display () const" << endl; cout << "year:" << _year << endl; cout << "month:" << _month << endl; cout << "day:" << _day << endl << endl; } private: int _year; // 年 int _month; // 月 int _day; // 日 }; int main() { Date d1; d1.Display(); const Date d2; d2.Display(); return 0; }
const的對(duì)象就會(huì)調(diào)用Display函數(shù)會(huì)調(diào)用哪一個(gè)呢?注意到上面代碼的第18行的函數(shù)被const修飾,那么這個(gè)const有什么作用?
實(shí)際上這個(gè)const修飾的是*this,表明 *this不可被修改,那么const的對(duì)象就會(huì)調(diào)用被const修飾的函數(shù),否則可能會(huì)出現(xiàn)下面的問(wèn)題。
const對(duì)象可以調(diào)用非const成員函數(shù)嗎?
? 不可以,權(quán)限放大。
非const對(duì)象可以調(diào)用const成員函數(shù)嗎?
? 可以,權(quán)限縮小。
const成員函數(shù)內(nèi)可以調(diào)用其它的非const成員函數(shù)嗎?
? 不可以,權(quán)限放大。
非const成員函數(shù)內(nèi)可以調(diào)用其它的const成員函數(shù)嗎?
? 可以,權(quán)限縮小。
還有一個(gè)值得注意的地方,上面的代碼如果我們不顯式定義構(gòu)造函數(shù)的話,實(shí)例化const的對(duì)象時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò):
“d2”: 必須初始化 const 對(duì)象
也就是說(shuō)編譯器認(rèn)為const對(duì)象(包括成員)無(wú)法被賦值,應(yīng)該有初始化操作,而默認(rèn)生成的構(gòu)造是沒(méi)有對(duì)int有初始化操作的,因此報(bào)錯(cuò);
取地址及const取地址操作符重載
取地址操作符也要重載嗎?只有很少的情況會(huì)用到,通常直接使用編譯器默認(rèn)生成的就可以。
class Date { public: Date* operator&() { return this; } const Date* operator&()const { return this; } private: int _year; // 年 int _month; // 月 int _day; // 日 };
那么什么時(shí)候我們會(huì)重載呢?
- 想讓別人獲取指定的內(nèi)容
- 隱藏對(duì)象真實(shí)的地址
class Date { public: Date* operator&()//隱藏對(duì)象真實(shí)地址 { return nullptr; } const int* operator&()const//讓用戶指定獲取成員變量_day的地址 { return &(_day); } private: int _year; // 年 int _month; // 月 int _day; // 日 }; int main() { const Date d1; Date d2; cout << &d1 << endl;// cout << &d2 << endl;// return 0; }
輸出:
0000005597AFF770
0000000000000000
不過(guò)這樣的情況確實(shí)很少,也沒(méi)有什么意義。
到此這篇關(guān)于C++超詳細(xì)講解運(yùn)算符重載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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