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!
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。