[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数 -- 运算符重载

会挽雕弓如满月,西北望,射天狼。这篇文章主要讲述[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数 -- 运算符重载相关的知识,希望能为你提供帮助。


问题引入:



在C++中,如果一个类中什么成员都没有,简称空类。空类中什么都没有吗?并不是的,任何一个类在我们不写的情况下,都会自动生成下面6个默认成员函数。这6个默认成员函数包括:构造函数,析构函数,拷贝构造函数,赋值重载,以及两个取地址。
本篇我们重点来介绍赋值重载,我们在日期类中定义两个Date类型,如果我们要对这两个日期类进行日期的比较,日期的相减等等这些操作,我们该如何来完成呢?这就要用到本篇所提到的知识--运算符重载。


1.运算符重载


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)


下来我们将写一个日期类的例子,一起来了解一下运算符重载吧。
class Date

public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)

_year = year;
_month = month;
_day = day;

private:
int _year;
int _month;
int _day;
;

int main()

Date d1(2022, 05, 16);
Date d2(2022, 05, 16);

if (d1 == d2)

cout < < "==" < < endl;


return 0;


我们如果想比较d1和d2进行比较,可以直接这样比较吗?

答案:是不行的。
原因:因为内置类型才能直接用各种运算符。而自定义类型不能直接用各种运算符。为了让自定义类型可以使用各种运算符,就给出了运算符重载的规则。
注意:这里的运算符重载和我们之前学习的函数重载是不一样的。函数重载是函数名相同参数不同,而运算符重载是我们自己重新定义,定义规则和意义。
因此C++提供了一个新的关键字operator,后面跟运算符,这里也叫运算符重载函数。
例如我们就要实现上述例子的d1和d2的比较,我们可以写一个==的运算符重载函数。


operator==(参数1,参数2)   


注意这里参数的个数是根据操作数的个数决定。例如:++只需要一个操作数,因此只需要一个参数;>   > =    <   < =  ==  !=  都需要两个操作数,因此需要两个参数。
那这里的返回值是什么呢?   
返回值:是运算符运算后的结果。这里我们比较的是d1和d2是否相等,因此这里的返回值应该是bool值。因此这个比较日期相等的运算符重载可以写成:


bool operator==(Date d1,Date d2) 

 


根据逻辑我们要比较d1和d2是否相等,我们就需要比较年,月,日分别相等。 因此我们可以写成


  bool operator==(Date d1, Date d2)

      return d1._year == d2._year
            & & d1._month == d2._month
            & & d1._day == d2._day;



这里是编译不通过的,因为这里的参数都是私有的,在类外是不能访问的。因此这里我们需要对这里进行修改。

修改的方法有下面几种:
1、将私有变成公有。 (这种方法显然不好)
2、提供函数接口。(在类中写public的一个函数拿到私有的元素,然后类外调用这个函数间接拿到私有元素。 ---    麻烦 不建议)
3、友元。(会破坏封装,我们后面会学习到)
4、将函数放在类里。(类里可以访问,大多推荐这个)
这里我们先使用第一种,因为函数放在类中会有一些小变化,下面会细讲。
这样我们这段代码变成了这样:
class Date

public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)

_year = year;
_month = month;
_day = day;

//private:
int _year;
int _month;
int _day;
;
bool operator==(Date d1, Date d2)

return d1._year == d2._year
& & d1._month == d2._month
& & d1._day == d2._day;


int main()

Date d1(2022, 05, 16);
Date d2(2022, 05, 16);

if (d1 == d2)//编译器会处理成对应重载运算符调用 if (operator==(d1, d2))

cout < < "==" < < endl;


return 0;


 
这样我们发现编译成功了。 
现在我们来将其放在类中,这样我们就可以访问私有的元素。
但是当我们直接将其放入类中时,我们编译不通过了,这里报错说参数太多了,可是按照逻辑我们就是应该传d1,d2呀,这里的问题又是什么呢?

  原因:这里其实不是2个参数,是3个参数,因为成员函数会包含一个隐藏的this指针。因此我们放在类中,我们就要少写一个参数。我们就应该写成这样:
class Date

public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)

_year = year;
_month = month;
_day = day;

bool operator==(Date d)

return _year == d._year
& & _month == d._month
& & _day == d._day;

private:
int _year;
int _month;
int _day;
;

int main()

Date d1(2022, 05, 16);
Date d2(2022, 05, 16);

if (d1 == d2)//编译器会处理成对应重载运算符调用 if (d1.operator(d2))

cout < < "==" < < endl;


return 0;


此时我们进行编译:

成功了。实际上编译器在这里其实也会对this进行处理的。

但是上述的都是传值传参,都会调用拷贝构造。因此我们使用引用传参,如果不改变我们最好加上const。因此正确的我们应该这样写。
bool operator==(const Date& d)

return _year == d._year
& & _month == d._month
& & _day == d._day;


  通过上述的例子,我们大致将运算符重载进行了了解,其中我们需要注意的是:


注意:


1、不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@。


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、.* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现。






本篇我们实现了日期是否相等的比较,大家可以自己实现一下日期>   <   的运算符重载。以及日期+一个天数,日期-日期,日期-天数 的运算符重载(需要考虑显示情况,包含平闰年,大小月等)。我会和大家一起思考,下篇文章我尽量更出答案。大家也可以思考尝试写一写~~ 
(本篇完) 
【[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数 -- 运算符重载】


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