【C++修炼之路】类和对象(中)—— 筑基篇3

简介: 【C++修炼之路】类和对象(中)—— 筑基篇

2、赋值运算符重载


赋值运算符重载是对于两个已经存在对象之间的赋值拷贝。


简单写一下:

// d1 = d3
void operator=(const Date& d)
{
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
}



这里可以完成功能,但是不符合连续赋值的含义 ,例如 i = j = k = 10 ,是将 10 赋给 k ,k 赋给 j ,j 赋给 i ,最后赋值后的返回值没有变量接收了,所以就把值丢弃,通过这种方式 完成连续赋值


但是此刻呢?

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由于 operator= 没有返回值,这样就不可行了,所以需要修改 :

// d1 = d3
Date operator=(const Date& d)
{
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
    return *this;
}


根据上方的连续赋值规则,返回的应该是 左操作数 ,即 d1 ,也就是 this 指针指向的对象,即 *this ;但是对于 *this 的返回这里由于是传值返回,而 *this 指向的是一个对象,所以会调用拷贝构造函数:


class Date
{
public:
  Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  Date(const Date& d)
  {
    cout << "进行拷贝构造" << endl;
  }
  // d1 = d3
  Date operator=(const Date& d)
  {
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
    return *this; // 调用拷贝构造
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Date d1(2023, 2, 3);
  Date d2(2023, 3, 4);
  Date d3(2022, 2, 3);
  d3 = d2 = d1; // 两次赋值,共计两次拷贝构造
  return 0;
}


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所以返回时,最好使用 引用返回 来提高返回效率,因为出作用域 *this 仍然存在,所以引用返回完全没问题。

// d1 = d3
Date& operator=(const Date& d)
{
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
    return *this;
}



此刻不进行拷贝构造:

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但是此刻不是最终版本,因为可能会写错为 d1 = d1 ,自己给自己赋值 ,虽然代码并没有问题,但是浪费了赋值的过程,所以可以再加一个检查,形成最终版本 :

Date& operator=(const Date& d)
{
    if (this != &d) // this 和 d 的地址相等 
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
    return *this;
}


总结一下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 :要符合连续赋值的含义


       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




编译器默认生成的赋值重载,跟拷贝构造做的事情完全类似


  • 内置类型成员,会完成字节序1值拷贝(浅拷贝)
  • 自动类型成员,会调用它的 operator=


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补充:

Date d2 = d1; // 拷贝构造 or 赋值重载?



两个已经存在的对象才是赋值重载,d5 并不存在,所以是拷贝构造:


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学到这里,稍微总结一下


以上默认生成的四个默认成员函数,析构和构造处理机制基本类似;拷贝构造和复制重载处理机制基本类似。




七、const 成员


若定义了一个 const 的对象,然后访问其成员函数,会发生什么情况?


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报错了,这是为什么?

因为在传参时,d2 的地址 &d2 会被传递给 Print() ,作为隐藏的参数 this 指针:

void Print(Date* const this) // this 指针隐藏
{
    cout << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
}



对于 Date d ,传递过去的 &d 是 Date* ;而 const Date d2 ,传递过去的 &d2 是 const Date* .

而对于 this 指针本身是 Date* const this ,此刻 const 修饰的是 this ,this 不可改,但是 *this 是可改的 ,而传参时传过来的 &d2 为 const Date* ,这时 const 修饰指针指向的内容,即对象本身不可改了。但是对于 this 来说,*this,也就是指向的内容,即对象本身是可改的,但是现在由于 const 使得指向内容不可改,权限被放大了。对于权限来说,只能对等和缩小,但是这里放大了,所以报错 。


为了解决这一问题,C++ 引入了 const 成员 ,在该成员后加上 const :


   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。


void Print() const
{
    cout << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
}


这时 this 指针的类型变为 const Date* const this ,权限对等了,这时 this 指针不能改,且 *this ,即 this 指向的对象也不能改,和 const Date d2 的目的相同:不可改 d2 . 这时,就没有问题了:

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而对于 d 对象,它虽然没有 const ,但是也只是 权限缩小,使得 d 在 Print() 成员函数中不可修改而已,也是没问题的。


   总结:成员函数加上 const 是好的,建议能加上 const 都加上。这样普通对象和 const 对象,都可以调用。但是如果对于要对 对象 进行修改的成员函数不要加上,这样就完成不了目的了。


注:对于构造和析构不能加上const修饰。




八、取地址与const取地址操作符重载


我们知道,对于自定义类型成员来说,平常的操作符需要重载后才能对对象进行操作。但是对于自定义类型的对象来说,如果不写这两个成员函数,使用默认的成员函数照样也可以完成目的:


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所以我们一般不写,但是写的话也可以:

class A
{
public:
  A* operator&()
  {
    return this;
  }
  const A* operator&() const
  {
    return this;
  }
};


就只要返回 this 就可以;对于 const 取地址操作符,则要加上 const 成员,并且返回的指针也要加上 const 修饰。






九、结语




那么本篇文章就到此结束了。


对于六个默认成员函数,前四个最重要:构造、析构、拷贝构造、运算符重载。后两个有一定作用,但是作用不大。


由此,我们做一下编译器默认生成的成员函数的总结:


构造和析构:


       内置类型不做处理


       自定义类型会调用对应的构造/析构


拷贝构造和复制重载:


       内置类型完成浅拷贝,按字节序拷贝


       自定义类型去调用它的拷贝构造和赋值重载


取地址与const取地址操作符重载:


       可以直接取出成员的地址,一般不自己写


今天的内容还是有一定难度的,建议大家下去多多理解和练习哦!


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那么我们下期见!





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