C++超详细讲解运算符重载

 更新时间:2022年06月02日 09:03:41   作者:iheal  
本文包括了对C++类的6个默认成员函数中的赋值运算符重载和取地址和const对象取地址操作符的重载。运算符是程序中最最常见的操作,例如对于内置类型的赋值我们直接使用=赋值即可,因为这些编译器已经帮我们做好了,但是对象的赋值呢?能直接赋值吗

概念

C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载,运算符重载是具有特殊函数名的函数,也具有其返回值类

型,函数名字以及参数列表,其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。

函数名字为:关键字operator后面接需要重载的运算符符号。

函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)

需要注意的几点:

  1. 不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@,必须是已有的操作符;
  2. 重载操作符必须有一个类类型或者枚举类型的操作数;
  3. 用于内置类型的操作符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不 能改变其含义;
  4. 作为类成员的重载函数时,其形参看起来比操作数数目少1,成员函数的操作符有一个默认的形参this,限定为第一个形参;
  5. 参数个数与重载的运算符有关;
  6. .* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载;
  7. 运算符重载作用于左操作数,会把左操作数当做第一个参数;

既然是对自定义类型对象之间的操作符的重载,那么它的参数一定有此类型的对象,并且需要对对象的成员进行操作,这就需要打破封装的限制,那么这个函数应该设置为全局的还是类的成员呢?

有以下几种思路:

  1. 函数设为公有,成员变量设为公有(不好);
  2. 函数设为公有另外写一个成员函数区获取成员变量的值(不好);
  3. 将函数设为类的友元函数(可以);
  4. 放入类中,作为成员函数(推荐);
// 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;
};
// 这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是共有的,那么问题来了,封装性如何保证?
// 这里其实可以用我们后面学习的友元解决,或者干脆重载成成员函数。
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;
}

这样的写法就打破了封装,让类的成员都暴露了出来,这样的损失不太值得。

赋值运算符重载

赋值操作运算符重载特征如下:

  • 参数类型相同;
  • 返回值;
  • 检测是否给自己赋值;
  • 返回*this;
  • 一个类如果没有显式的定义赋值操作符重载,编译器会自动生成一个,完成对象字节序的拷贝(浅拷贝);
  • 赋值运算符在类中不显式实现时,编译器会生成一份默认的,此时用户在类外再将赋值运算符重载为全局的,就和编译器生成的默认赋值运算符冲突了,故赋值运算符只能重载成成员函数。
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);
	// 这里d1调用的编译器生成operator=完成拷贝,d2和d1的值也是一样的。
	d1 = d2;
	d1.Display();
	d2.Display();
	return 0;
}

是不是很像自动生成的拷贝构造?那么它也存在一定的问题,对于日期类的对象他能很好的完成赋值操作,可对于指针类型呢?

下面的程序会崩溃

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;
}

原因也是因为浅拷贝的关系,导致同一块内存被释放了两次,程序崩溃。

可以不显式定义赋值操作符重载函数的情况

  • 成员变量没有指针;
  • 成员变量的指针没有管理内存资源;

注意:赋值操作符重载与拷贝构造不同的地方就是拷贝构造是在对象定义时,而赋值操作符重载是作用于已经存在的对象。

const成员

const修饰类的成员函数,有点奇怪,const怎么能修饰函数呢?

将const修饰的类成员函数称之为const成员函数,const修饰类成员函数,实际修饰该成员函数隐含的this指针指向的对象,表明在该成员函数中不能对指针指向对象的任何成员进行修改。

class Date
{
public:
	Date()//构造函数不写的话创建const的对象会报错。
		:
		_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的对象就会调用Display函数会调用哪一个呢?注意到上面代码的第18行的函数被const修饰,那么这个const有什么作用?

实际上这个const修饰的是*this,表明 *this不可被修改,那么const的对象就会调用被const修饰的函数,否则可能会出现下面的问题。

const对象可以调用非const成员函数吗?

​ 不可以,权限放大。

非const对象可以调用const成员函数吗?

​ 可以,权限缩小。

const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗?

​ 不可以,权限放大。

非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗?

​ 可以,权限缩小。

还有一个值得注意的地方,上面的代码如果我们不显式定义构造函数的话,实例化const的对象时会报错:

“d2”: 必须初始化 const 对象

也就是说编译器认为const对象(包括成员)无法被赋值,应该有初始化操作,而默认生成的构造是没有对int有初始化操作的,因此报错;

取地址及const取地址操作符重载

取地址操作符也要重载吗?只有很少的情况会用到,通常直接使用编译器默认生成的就可以。

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

那么什么时候我们会重载呢?

  • 想让别人获取指定的内容
  • 隐藏对象真实的地址
class Date
{
public:
	Date* operator&()//隐藏对象真实地址
	{
		return nullptr;
	}
	const int* operator&()const//让用户指定获取成员变量_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;
}

输出:

0000005597AFF770

0000000000000000

不过这样的情况确实很少,也没有什么意义。

到此这篇关于C++超详细讲解运算符重载的文章就介绍到这了,更多相关C++运算符重载内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • 深入第K大数问题以及算法概要的详解

    深入第K大数问题以及算法概要的详解

    本篇文章是对第K大数问题以及算法概要进行了详细的分析介绍,需要的朋友参考下
    2013-05-05
  • 如何基于C++解决RTSP取流报错问题

    如何基于C++解决RTSP取流报错问题

    这篇文章主要介绍了如何基于C++解决RTSP取流报错问题,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-08-08
  • C语言如何实现循环输入

    C语言如何实现循环输入

    这篇文章主要介绍了C语言如何实现循环输入问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2023-02-02
  • C语言算术运算符整理

    C语言算术运算符整理

    算术运算符用于各类数值运算,包括加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、求余(或称模运算,%)、自增(++)、自减(--)共七种
    2023-03-03
  • Windows下ncnn环境配置教程详解(VS2019)

    Windows下ncnn环境配置教程详解(VS2019)

    这篇文章主要介绍了Windows下ncnn环境配置(VS2019),本文通过图文并茂的形式给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2020-03-03
  • C++设计模式编程中的迭代器模式应用解析

    C++设计模式编程中的迭代器模式应用解析

    这篇文章主要介绍了C++设计模式编程中的迭代器模式应用解析,迭代器模式注重对集合中元素的遍历而不使其暴露,需要的朋友可以参考下
    2016-03-03
  • VC++6.0实现直线扫描转换的图文教程

    VC++6.0实现直线扫描转换的图文教程

    这篇文章主要给大家介绍了关于VC++6.0实现直线扫描转换的相关资料,文中通过图文将实现的步骤一步步介绍的非常详细,对大家学习或者使用VC++6.0具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2023-01-01
  • C# CLR 中学习 C++关键词extern使用详解

    C# CLR 中学习 C++关键词extern使用详解

    这篇文章主要为大家介绍了C# CLR 中学习 C++ 之extern使用详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2022-09-09
  • C++解密Chrome80版本数据库的方法示例代码

    C++解密Chrome80版本数据库的方法示例代码

    这篇文章主要介绍了C++解密Chrome80版本数据库的方法示例代码,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2020-05-05
  • C++制作鼠标连点器实例代码

    C++制作鼠标连点器实例代码

    大家好,本篇文章主要讲的是C++制作鼠标连点器实例代码,感兴趣的同学赶快来看一看吧,对你有帮助的话记得收藏一下,方便下次浏览
    2022-01-01

最新评论