【C++类和对象中：解锁面向对象编程的奇妙世界】（三）-阿里云开发者社区

【C++类和对象中：解锁面向对象编程的奇妙世界】（二）：https://developer.aliyun.com/article/1425458

我们再来实现一下+运算符重载

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        assert(year >= 1 && month >= 1 && month <= 12);
        int MonthArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
        if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) 
                        || (year % 400 == 0))
            return 29;
        return MonthArray[month];
    }
    //d1 + 100
    void operator+(int day)
    {
        _day += day;
        while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
        {
            _day -= GetMonthDay(_year, _month);
            _month++;
            if (_month == 13)
            {
                _month = 1;
                _year++;
            }
        }
        return;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2023, 10, 24);
    d2 + 50;
    return 0;
}

通过监视窗口观察我们实际上实现的是+=运算符重载，因为d2对象的内容被改变了，而+运算符重载不会改变对象的内容。

d2 += 50;//这里不支持连续+=，因为日期不能+=日期

要实现连等，我们需要接收返回值，所以上面的+=运算符重载是需要返回值的。

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        assert(year >= 1 && month >= 1 && month <= 12);
        int MonthArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
        if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
            return 29;
        return MonthArray[month];
    }
    //d1 += 100
    Date operator+=(int day)
    {
        _day += day;
        while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
        {
            _day -= GetMonthDay(_year, _month);
            _month++;
            if (_month == 13)
            {
                _month = 1;
                _year++;
            }
        }
        return *this;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2023, 10, 22);
    d2 += 50;//这里不支持连续+=
    int i = 0;
    // + 操作符有返回值
    int ret1 = i + 50;
    int j = 0;
    // += 操作符有返回值
    int ret2 = j += i += 50;
    return 0;
}

上面我们返回的*this仍然是值拷贝，但是*this就是d2，d2的生命周期是在main函数中的，所以上面的运算符重载的返回值可以使用引用。

Date& operator+=(int day)
    {
        _day += day;
        while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
        {
            _day -= GetMonthDay(_year, _month);
            _month++;
            if (_month == 13)
            {
                _month = 1;
                _year++;
            }
        }
        return *this;
    }

现在我们再来写我们的+运算符重载，首先我们要知道+和+=的区别，+操作符是不改变自身的。

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        assert(year >= 1 && month >= 1 && month <= 12);
        int MonthArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
        if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) 
                        || (year % 400 == 0))
            return 29;
        return MonthArray[month];
    }
    // d2 + 50
    Date& operator+(int day)
    {
        Date tmp(*this);//拷贝一份d1
        tmp._day += day;
        while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
        {
            tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
            tmp._month++;
            if (tmp._month == 13)
            {
                tmp._month = 1;
                tmp._year++;
            }
        }
        return tmp;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2023, 10, 22);
    Date ret = d2 + 50;
    return 0;
}

这样就实现了我们的+运算符重载对象之间互不影响。

5.2 赋值运算符重载

1. 赋值运算符重载格式

参数类型：const T&，传递引用可以提高传参效率

返回值类型：T&，返回引用可以提高返回的效率，有返回值目的是为了支持连续赋值

检测是否自己给自己赋值

返回*this ：要复合连续赋值的含义

#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    // d1 = d3
    void operator=(const Date& d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
    void Print()
    {
        cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
    d1.Print();
  Date d2(2023, 10, 26);
    //一个已经存在的对象去拷贝初始化另一个对象
    Date d3(d2);//拷贝构造函数
    //两个已经存在的对象的拷贝
    d1 = d3;//赋值运算符重载
    d1.Print();
}

运行结果：

如果我们想要连续赋值呢？很明显连等是错误的。因为我们上面写的函数是没有返回值的。

#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    // d1 = d3
    Date& operator=(const Date& d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
        return *this;
    }
    void Print()
    {
        cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
    d1.Print();
  Date d2(2023, 10, 26);
    //一个已经存在的对象去拷贝初始化另一个对象
    Date d3(d2);//拷贝构造函数
    //两个已经存在的对象的拷贝
    d1 = d3;//赋值运算符重载
    d1.Print();
    //连续赋值
    d2 = d1 = d3;
}

这样就实现了连等的操作。

但是我们能对象给对象自己赋值，很明显是可以的。但是按照我们上面的代码太复杂，自己赋值自己就没必须再逐一拷贝。

Date& operator=(const Date& d)//d是d1对象的别名，共用一块空间
{
    if (this != &d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
    return *this;
}

2. 赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数

#include <iostream>
using namespace std;
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;
};
// 赋值运算符重载成全局函数，注意重载成全局函数时没有this指针了，需要给两个参数
Date& operator=(Date& left, const Date& right)
{
  if (&left != &right)
  {
    left._year = right._year;
    left._month = right._month;
    left._day = right._day;
  }
  return left;
}
// 编译失败：
// error C2801: “operator =”必须是非静态成员

原因：赋值运算符如果不显式实现，编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现一个全局的赋值运算符重载，就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了，故赋值运算符重载只能是类的成员函数。

3. 用户没有显式实现时，编译器会生成一个默认赋值运算符重载，以值的方式逐字节拷贝。注意：内置类型成员变量是直接赋值的，完成值拷贝，而自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符重载完成赋值。

class Time
{
public:
  Time()
  {
    _hour = 1;
    _minute = 1;
    _second = 1;
  }
  Time& operator=(const Time& t)
  {
    if (this != &t)
    {
      _hour = t._hour;
      _minute = t._minute;
      _second = t._second;
    }
    return *this;
  }
private:
  int _hour;
  int _minute;
  int _second;
};
class Date
{
private:
  // 基本类型(内置类型)
  int _year = 1970;
  int _month = 1;
  int _day = 1;
  // 自定义类型
  Time _t;
};
int main()
{
  Date d1;
  Date d2;
  d1 = d2;
  return 0;
}

既然编译器生成的默认赋值运算符重载函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己实现吗？当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？验证一下试试？

#include <iostream>
using namespace std;
// 这里会发现下面的程序会崩溃掉？这里就需要我们以后讲的深拷贝去解决。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
  Stack(size_t capacity = 10)
  {
    _array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
    if (nullptr == _array)
    {
      perror("malloc申请空间失败");
      return;
    }
    _size = 0;
    _capacity = capacity;
  }
  void Push(const DataType& data)
  {
    // CheckCapacity();
    _array[_size] = data;
    _size++;
  }
  ~Stack()
  {
    if (_array)
    {
      free(_array);
      _array = nullptr;
      _capacity = 0;
      _size = 0;
    }
  }
private:
  DataType* _array;
  size_t _size;
  size_t _capacity;
};
int main()
{
  Stack s1;
  s1.Push(1);
  s1.Push(2);
  s1.Push(3);
  s1.Push(4);
  Stack s2;
  s2 = s1;
  return 0;
}

注意：如果类中未涉及到资源管理，赋值运算符是否实现都可以；一旦涉及到资源管理则必须要实现。

现在我们再来完善一下我们的日期类。当我们的输入的日期非法程序依然能够打印出来。

注：当构造函数在声明和定义出现全缺省参数时，规定在声明的地方写全缺省参数，定义的地方不写。

Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
    if (_year < 1 || _month < 1 || _month > 12
        || _day < 1 || _day > GetMonthDay(_year, _month))
    {
        assert(false);
    }
}

我们上面的运算符重载写了>运算符重载、=运算符重载和+=运算符重载。我们在来写一下!运算符重载等其他比较运算符重载，可以采用复用。

bool operator>(const Date& x2)
{
    if (_year > x2._year)
        return true;
    else if (_year == x2._year && _month > x2._month)
        return true;
    else if (_year == x2._year && _month == x2._month && _day > x2._day)
        return true;
    else
        return false;
}
bool operator==(const Date& x2)
{
    return _year == x2._year
        && _month == x2._month
        && _day == x2._day;
}
bool operator!=(const Date& x2)
{
    return !(*this == x2);
}
bool operator>=(const Date& x2)
{
    return *this > x2 || *this == x2;
}
bool operator<(const Date& x2)
{
    return !(*this >= x2);
}

我们再来看一下下面两种复用哪种更优？下面这个是+操作符重载复用+=操作符重载

Date operator+=(int day)
{
    //如果传入的day是负数
    if(day < 0)
    {
        return *this -= (-day);
    }
    _day += day;
    while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
    {
        _day -= GetMonthDay(_year, _month);
        _month++;
        if (_month == 13)
        {
            _month = 1;
            _year++;
        }
    }
    return *this;
}
Date operator+(int day)
{
    Date tmp(*this);
    tmp += day;
    return tmp;
}

这种是+=操作符重载复用+操作符重载的实现

Date& operator=(const Date& d)
{
    if (this != &d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
    return *this;
}
Date operator+(int day)
{
    Date tmp(*this);//拷贝一份d1
    tmp._day += day;
    while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
    {
        tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
        tmp._month++;
        if (tmp._month == 13)
        {
            tmp._month = 1;
            tmp._year++;
        }
    }
    return tmp;
}
Date& operator+=(int day)
{
    *this = *this + day;
    return *this;
}

上面的第一种写法+操作符重载复用+=操作符重载，+操作符重载进行了两次拷贝对象，而后面的那种写法+=操作符重载复用+操作符重载，+操作符重载进行了两次拷贝对象，+=操作符重载进行了两次拷贝对象，还有=操作符重载的一次。

【C++类和对象中：解锁面向对象编程的奇妙世界】（四）：https://developer.aliyun.com/article/1425471

【C++类和对象中：解锁面向对象编程的奇妙世界】（三）

5.2 赋值运算符重载

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