【C++初阶】类和对象——操作符重载&&const成员函数&&取地址重载&&日期类的实现-阿里云开发者社区

在C++中有很多的运算符，包括 +、- 、* 、/、等等，一个两两结合的操作符++、--、+=，>=、==等等。

int main()
{
  int i = 0;
  cout << ++i << endl;
  cout << --i << endl;
  i = 2;
  cout << i << endl;
  return 0;
}

对于内置类型来说我们可以直接使用，但是对于我们自己定义的自定义类型呢？该如何使用呢？

· 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)

注意：

· 不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@

· 重载操作符必须有一个类类型参数

· 用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不能改变其含义

· 作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this

· .* :: 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。

示例：==运算符重载

class Date
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1,int day=1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  bool operator==(const Date& y)
  {
    return _year == y._year && _month == y._month && _day == y._day;
  }
private :
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};

· 赋值运算符重载

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

class Date
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1,int day=1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  Date& operator=(const Date& d)
  {
    this->_year = d._year;
    this->_month = d._month;
    this->_day = d._day;
    return *this;
  }
private :
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};

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

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;
}

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。

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，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 Date
{
public:
  void Print()
  {
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
  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;
  d1.Print();
  Date d2 = d1;
  d2.Print();
  return 0;
}

这里我们没有写赋值重载函数，编译器会自动生成一个完成操作，和拷贝构造函数优点类似。

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。

· 前置++和后置++重载

class Date
{
public:
  void Print()
  {
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
  Date(int year = 1, int month = 1,int day=1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  // 前置++：返回+1之后的结果
  // 注意：this指向的对象函数结束后不会销毁，故以引用方式返回提高效率
  Date& operator++()
  {
    *this += 1;
    return *this;
  }
  // 后置++：
  // 前置++和后置++都是一元运算符，为了让前置++与后置++形成能正确重载
  // C++规定：后置++重载时多增加一个int类型的参数，但调用函数时该参数不用传递，编译器自动传递
  // 注意：后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存一份，然后给this + 1
  //    而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用
  Date operator++(int)
  {
    Date tmp(*this);
    *this += 1;
    return tmp;
  }
private :
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
  d1++;// 1-1-2
  ++d1;// 1-1-1
  return 0;
}

const成员

将const修饰的“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，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

我们来看看下面这段代码

class Date
{
public:
  //void Print( Date *this)
  void Print()
  {
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
private:
  int _year = 1;
  int _month = 1;
  int _day = 1;
};
int main()
{
  const Date d1;
  //d1.Print(&d1)
  //权限放大
  d1.Print();
  return 0;
}

这段代码在编译器上是编译不通过的，说明语法有问题。

因为我们创建了一个const Date *的d1，将d1作为参数传给函数时，函数的的参数是一个Date *，两个参数不匹配，权限会放大，所以编译不通过。

其实函数的形参就是this指针，那我们如何将this指针修饰为const呢？

只需要在函数声明后面加上const 即可将this指针修饰为const。

class Date
{
public:
  //void Print( Date *this)
  void Print()
  {
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
  }
private:
  int _year = 1;
  int _month = 1;
  int _day = 1;
};
int main()
{
  const Date d1;
  //d1.Print(&d1)
  //权限放大
  d1.Print();
  Date d2;
  d2.Print();
  return 0;
}

上面为修饰后的代码，我们在创建一个普通的Date *，能否在const修饰的this指针函数中

跑起来呢？

答案是可以的，因为权限可以平移、缩小，不能放大。

那么请思考以下问题：

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。

取地址及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义，编译器默认会生成。

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

这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需
要重载，比如想让别人获取到指定的内容！

这个函数基本没有什么作用，很少用到作为了解即可！

使用函数操作符重载完成日期类的实现

void Date::Print()
{
  cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
//获取天数
int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
  int monthArr[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 monthArr[month];
}
//构造函数
Date::Date(int year=1, int month=1, int day=1)
{
  _year = year;
  _month = month;
  _day = day;
}
//拷贝构造函数
Date::Date(const Date& d)
{
  this->_year = d._year;
  this->_month = d._month;
  this->_day = d._day;
}
//赋值运算符重载
Date& Date::operator=(const Date& d)
{
  this->_year = d._year;
  this->_month = d._month;
  this->_day = d._day;
  return *this;
}
//日期+=天数
Date& Date::operator+=(int day)
{
  _day += day;
  while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
  {
    _day -= GetMonthDay(_year, _month);
    ++_month;
    if (_month == 13)
    {
      _year++;
      _month = 1;
    }
  }
  return *this;
}
//日期+天数
Date Date::operator+(int day)
{
  Date tmp(*this);
  tmp += day;
  return *this;
}
//日期-=天数
Date& Date::operator-=(int day)
{
  _day -= day;
  while (_day <= 0)
  {
    //月小于0时应该先借位
    --_month;
    if (_month == 0)
    {
      _year--;
      _month = 12;
    }
    _day += GetMonthDay(_year, _month);
  }
  return *this;
}
//日期-天数
Date Date::operator-(int day)
{
  Date tmp(*this);
  tmp -= day;
  return *this;
}
//前置++
Date& Date::operator++()
{
  *this += 1;
  return *this;
}
//后置++
Date Date::operator++(int)
{
  Date tmp(*this);
  *this += 1;
  return tmp;
}
//前置--
Date& Date::operator--()
{
  *this -= 1;
  return *this;
}
//后置--
Date Date::operator--(int)
{
  Date tmp(*this);
  *this -= 1;
  return tmp;
}
//>运算符重载
bool Date::operator>(const Date& y)
{
  if (_year > y._year)
  {
    return true;
  }
  else if (_year == y._year && _month > y._month)
  {
    return true;
  }
  else if (_year == y._year && _month == y._month && _day > y._day)
  {
    return true;
  }
  return false;
}
//==运算符重载
bool Date::operator==(const Date& y)
{
  return _year == y._year && _month == y._month && _day == y._day;
}
//>=运算符重载
bool Date::operator>=(const Date& y)
{
  return *this > y || *this == y;
}
//<运算符重载
bool Date::operator<(const Date& y)
{
  return !(*this >= y);
}
//!=运算符重载
bool Date::operator!=(const Date& y)
{
  return !(*this == y);
}
//日期-日期 返回天数
int Date::operator-(const Date& y)
{
  Date max = *this;
  Date min = y;
  if (*this < y)
  {
    max = y;
    min = *this;
  }
  int n = 0;
  while (min != max)
  {
    min++;
    n++;
  }
  return n;
}

这里我们使用操作符重载，完成了一个简单的日期计算器，当然这其中还有很多没有完善的地方。像我们构造一些非法的数据作为日期等等一些小问题，我就留给大家了。

【C++初阶】类和对象——操作符重载&&const成员函数&&取地址重载&&日期类的实现

· 运算符重载

· 赋值运算符重载

· 前置++和后置++重载

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