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C++之“赋值运算符重载“

一. 运算符重载

在讲解赋值运算符重载之前,我们需要先了解何为运算符重载。

1.1 概念引入

对于内置类型,我们可以直接使用运算符,比如:int a = 0; a+=1;

但是C++规定,类类型对象(即d1,d2之类的)使用运算符时,需要通过运算符重载的形式给运算符指定新的含义。(简单理解来说,就是类它并不知道+,-,*,/是什么意思,需要我们来定义)

1.2 运算符重载的定义与特性

  1. 运算符重载:是具有特名字的函数
  2. C++规定:类类型对象 使用运算符时,必须转换成调用对应运算符重载,若没有对应的运算符重载,则会编译报错。
  3. 名字:运算符重载函数的名字是由operator后面要定义的运算符共同构成。和其他函数的格式一样,它也具有:返回类型,参数列表,函数体。
  4. 参数:运算符是几元运算符,则函数就有几个参数(即重载运算符函数的参数个数=该运算符作用的运算对象数量)。
    一元运算符有一个参数,而元运算符有两个参数。(一元:解引用*,++,- -,二元:+,-,*乘,/)
    函数的第一个参数是:二元运算符的左侧运算对象;第二个参数:右侧。
    在这里插入图片描述

还有一个问题是:若运算符重载函数里的变量是类里面的私有成员变量,那如何使用呢?

1.提供对应的getxxx函数
2.友元(后面说)
3.重载为成员函数

  1. this:如果这个运算符重载函数是在类里面,是成员函数,那么第一个参数是隐式的this指针,也就是左侧运算对象传给了隐式的this指针。因此运算符重载作为成员函数时,参数比运算对象少一个。
class Data
{
public:
	Data(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	bool operator<(const Data& d)    //this访问的是d1,d是d2的别名
	{
		if (_year < d._year)
			return true;
		else if (_year == d._year && _month < d._month)
			return true;
		else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
			return true;

		//其余情况均不符合,返回false
		return false;

	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Data d1(2024, 10, 19);
	Data d2(2024, 10, 2);
	bool ret1 = d1 < d2;
	std::cout << ret1 << std::endl;

	Data d3(2024, 10, 1);
	Data d4(2024, 10, 2);
	bool ret2 = d3.operator<(d4);
	std::cout << ret2 << std::endl;

	return 0;
}
  1. 运算符重载以后,其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持一致。
  2. 不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符:比如operator@。
  3. .*(对象调用成员函数指针)::(域作用限定符)sizeof?:(三目).(对象的时候用的) 注意以上5个运算符不能重载。
class A
{
public:
	void func()
	{
		std::cout << "A::func()" << std::endl;
	}
};
int main()
{
	//void(*pf)();
	//pf = func;
	void(A:: * pf)();
	pf = &A::func;
	//1.func是成员函数,记得加类域
	//2.c++规定:要取成员函数的地址,要加取地址操作符
	//成员函数有隐式的this指针
	return 0;
}
class A
{
public:
	void func()
	{
		std::cout << "A::func()" << std::endl;
	}
};
typedef void(A::* PF)();
int main()
{
	//void(A:: * pf)();
	//pf = &A::func;
	PF pf = &A::func;
	return 0;
}
class A
{
public:
	void func()
	{
		std::cout << "A::func()" << std::endl;
	}
};
typedef void(A::* PF)();
int main()
{
	PF pf = &A::func;
	//定义一个A类型的对象
	A obj;
	(obj.*pf)();
	return 0;
}
  1. 有意义,再定义运算符重载函数。比如:日期+日期—>没有意义。日期-日期---->两个日期相隔的天数。
  2. 重载++运算符时,前置++和后置++的函数名都是operator++,不能很好的区分。C++规定,后置++ 重载时,增加一个int形参,跟前置++构成函数重载,方便区分
class Data
{
public:
	//使用时:d1.operator++; (&d1传给this指针)   或者d1++; 
	Data operator++()  //前置++ ,返回++以后的值
	{
	}
	//使用时:d1.operator++(0); (&d1传给this指针,i是几都可以)   或者d1++; 
	Data operator++(int i)  //后置++,返回++以前的值
	{
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	return 0;
}

在这里插入图片描述

++先不实现,先实现+=。大家想一下,如果+=(data+=n就是data=data+n)都实现了,那n=1的时候,不就是++嘛。

隐式的this指针,实参和形参的位置都不可以使用,但是在类里面允许被使用。(比如:this是d1的地址,那我们需要返回this,只能是return *this;

class Data
{
public:
	Data(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	Data operator+=(int day)
	{

	}

	//使用时:d1.operator++; (&d1传给this指针)   或者++d1; 
	Data& operator++()  //前置++ ,返回++以后的值
	{
		*this += 1;
		return *this;   //*this是d1,出了作用域还在,返回值可以是Data&
	} 

	//使用时:d1.operator++(0); (&d1传给this指针,i是几都可以)   或者d1++; 
	Data operator++(int i)  //后置++,返回++以前的值
	{
		Data tmp = *this;
		*this += 1;
		return tmp; //出了作用域,tmp就不在了,返回Data
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Data d1(2024, 2, 23);
	Data d2(2024, 6, 20);
	return 0;
}
  1. 重载<<和>>时,需要重载为全局函数,因为重载为成员函数,this指针默认抢占了第一个形参位置,第一个形参位置是左侧运算对象,调⽤时就变成了 对象<<cout,不符合使用习惯和可读性。重载为全局函数把ostream/istream放到第一个形参位置就可以了,第二个形参位置当类类型对象。

二. 赋值运算符重载

2.1 概念

赋值运算符重载是一个默认成员函数,:完成(两个已经存在的对象)直接的拷贝赋值,而拷贝构造是:(一个已经存在的对象)拷贝初始化给(另一个要创建的对象)

在这里插入图片描述

2.2 赋值运算符重载的特性

  1. 赋值运算符重载是一个运算符重载,规定必须重载为成员函数
  2. 赋值运算重载的参数建议写成const 当前类类型引用,否则会传值传参会有拷贝。
  3. 赋值运算符重载有返回值,且建议写成当前类类型引用(函数名前面的那个),引用返回可以提高效率,有返回值目的是为了支持连续赋值场景。[ 赋值运算符的结合性是从右往左的,int i,j,k; i=j=k=1;先将1赋值给k,k=1,然后k会作为赋值表达式的返回值,这个返回值又作为j= 的右操作数,j=1…,d1=d2=d3;亦是同理。 ]
class Data
{
public:
	Data(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
//  返回值           类型
	Data& operator=(const Data& d)  //&d1传给this指针,d2传给别名d
	{
		//d1=d2,即将d2的值赋给d1
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
		//返回谁呢?d1=d2=d3;先d2=d3,将d2的值返回,当作右操作数,d1=返回值
		return *this;  
	}
	void Print()
	{
		std::cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << std::endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Data d1(2022, 3, 11);
	Data d2(2028, 5, 24);
	Data d3(2026, 6, 20);

	d1 = d2=d3;  //d1.operator(d2);
	d1.Print();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
4. 没有显式实现赋值运算符重载的时候,编译器会自动生成一个默认赋值运算符重载。对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝,对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。

我们写的日期类,他里面的成员变量_year_month_day 都是int类型,内置类型。浅拷贝即可完成,我们不写赋值运算符重载也可以的。

在这里插入图片描述
d1=d1,这个倒也可以实现,但总是不太正常,我们可以加个判断
在这里插入图片描述
为什么不是if(*this!=d) 呢?因为*this是Data类型,d也是Data类型,只有内置类型才可以直接随便用运算符,类类型对象 使用运算符时,必须转换成调用对应运算符重载,若没有对应的运算符重载,则会编译报错。

在这里插入图片描述
6. 总结:
(1)构造函数:一般需要自己写,自己传参定义初始化
(2)析构函数:如果构造的时候有资源申请(malloc或fopen之类的),就需要显示写析构函数
(3)拷贝构造和赋值重载,若显示写了析构,就表示需要显示实现深拷贝,那拷贝构造和赋值重载也需要显示写。

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