【C++】类和对象(中)(万字详解)(三)

简介: 【C++】类和对象(中)

因为在类中定义的成员函数,都在公共区,自动会在参数中带一个this指针,为该类的创建的对象的地址。而且运算符重载限定了参数个数,则参数部分:bool operator==(Data& d)即为这样,实现则为 return this->_year == d2._year

                             && this->_month == d2._month

                             && this->_day == d2._day;


3.加法的实现

值得注意的一点是:加 +和 加等于+=是不一样的:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Data
{
public:
  Data(int year=1,int month=1,int day=1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
  int Getmonthday(int year, int month)
  {
    int a[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
    if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 4 == 0))
    {
      return 29;
    }
    else
      return a[month];
  }
  Data& operator+=(int day)
  {
    _day += day;
    while (_day> Getmonthday(this->_year, this->_month))
    {
        _day -= Getmonthday(this->_year, this->_month);
        _month++;
      if (_month > 12)
      {
        _month -= 12;
        _year++;
      }
    }
    cout << _year<<_month<<_day << endl;
    return *this;
  }
  Data operator+(int day)
  {
    Data ret(*this);
    ret +=day;
    return ret;
  }
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
int main()
{
  Data d1(2022, 10, 11);
  Data d2(2023, 1, 1);
  d1 + 100;
  d1 += 100;
  return 0;
}

还有其他运算符重载需要大家自己实现!


6.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(赋值

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

返回 *this :要复合连续赋值的含义

还Date& operator=(const Date& d)
{
  if (this != &d)
  {
  _year = d._year;
  _month = d._month;
  _day = d._day;
  }
  return *this;
}
d1=d2;

赋值也是一样的,有两个参数,只不过第一个是隐藏的,赋值重载也是有顺序的:d1=d2;那么传参时,d1就是第一个参数,d2就是第二个参数。(像有双操作数的运算符,前后顺序就是参数顺序)


参数加const是因为原赋值对象不希望被改变,引用作为参数也可以避免拷贝;返回类型为引用是因为可以避免调用一次拷贝构造;遇到连等的情况:d1=d2=d3;链式访问(从右到左依次执行),d2=d3;会返回d2,再执行d1=d2;这就是有返回值的好处。


引用在传值传参和传值返回时,都可以减少拷贝构造的调用,节省时间空见。


返回值返回d1和d2都是可以的,只不过在返回d2时,前面返回类型就要加const,否则会扩大权限,所以为了更加方便,返回d1,即*this。


2.拷贝构造和赋值重载

d1=d2;就是把d2的值赋值给d1,那么是不是和拷贝构造也有相似之处呢??


当然,但二者的区别是:拷贝构造:用已存在的类类型对象  创建新对象,赋值重载:已存在的两个对象之间的拷贝


他们都是会对内置类型进行处理,自定义类型会调用它的默认构造函数。


他们都是默认成员函数,自己不写,编译器就会默认生成。关键在于,编译器默认提供的,能不能符合我们的需求!


那么我们之前总结过,拷贝构造,当要调用析构函数时,就需要我们自己去写,赋值重载也是一样的。


举例说明:栈


如果使用编译器默认的赋值重载:

class Stack
  {
  public:
    Stack(int capacity = 4)
    {
      cout << "Stack(int capacity = )" <<capacity<<endl;
      _a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
      if (_a == nullptr)
      {
        perror("malloc fail");
        exit(-1);
      }
      _top = 0;
      _capacity = capacity;
    }
    // st2(st1)
    Stack(const Stack& st)
    {
      cout << "Stack(const Stack& st)" << endl;
      _a = (int*)malloc(sizeof(int)*st._capacity);
      if (_a == nullptr)
      {
        perror("malloc fail");
        exit(-1);
      }
      memcpy(_a, st._a, sizeof(int)*st._top);
      _top = st._top;
      _capacity = st._capacity;
    }
  ~Stack()
  {
    cout << "~Stack()" << endl;
    free(_a);
    _a = nullptr;
    _top = _capacity = 0;
  }
  void Push(int x)
  {
    // ....
    // 扩容
    _a[_top++] = x;
  }
private:
  int* _a;
  int _top;
  int _capacity;
};
int main()
{
  Stack st1;
  st1.Push(1);
  Stack st2(10);
  st2.Push(1);
  st2.Push(2);
  st2.Push(3);
  st1 = st2;
  return 0;
}

会发现和之前的拷贝构造出现的问题挺一样的,d1和d2的_a指向的空间是一样的,结果同一块空间还析构了两次,d1原本指向的空间,没人析构,造成内存泄露。当要调用析构函数时,就需要我们自己去写。


解决方案:既然是赋值,就得内存空间一样大,里面内容一样。


索性直接将d1内存空间直接释放,创建一个和d2一样大的内存空间,然后将里面内容拷贝进去。


也防止自己赋值自己,直接把自己的内存空间释放了。

代码如下:

Stack& operator=(const Stack& st)
  {
    if (this != &st)
    {
      free(_a);
      _a = (int*)malloc(sizeof(int) * st._capacity);
      if (_a == nullptr)
      {
        perror("malloc fail");
        exit(-1);
      }
      memcpy(_a, st._a, sizeof(int) * st._top);
      _top = st._top;
      _capacity = st._capacity;
    }
    return *this;
  }

7.<<和>>运算符重载

<<在C语言中是左移的意思,但在c++中却是流插入的意思。


int i=5;


cout<<i;   <<流插入运算符,这个运算符支持内置类型(int,double,char......),是因为他在库中就已经实现了,而cout能用<<,是因为cout的类中也已经实现了使用流插入的功能。


cin和cout在库中对应的类是:istream,ostream,都已经支持自定义类型。


自定义类型要用运算符,就必须要重载,内置类型天生就可以用运算符。

void operator<<(ostream& out)
  {
    out << _year << " " << _month << " " << _day << endl;
  }

若写在类中,那么参数就只能这么写,因为第一个参数为隐藏this指针,第二个是ostream类。


对于双操作数的运算符,写的顺序就是参数的顺序,那么调用时,我们只能这么写:


d1<<cout;但是这样总是很怪,流插入不应该流向cout吗?那么我们放在类外依旧在.h中,写成全局函数试试:

void operator<<(const ostream& out, const Date& d)
  {
    out << _year << " " << _month << " " << _day << endl;
  }

问题一:


这样的话,在.cpp和其他包含.h头文件的文件里,在编译预处理时,.cpp->.o /.obj 就会在各个文件中,都有<<流插入运算符重载的定义,那么在其他文件中就会产生符号表,符号表中有重名的就会报错。


解决办法:


1.static修饰函数,会改变链接属性(是在当前文件可见),在其他文件不会产生符号表。那么不产生符号表,直接就会使用定义,不会发生冲突。


2.声明和定义分离 .h中声明,.cpp中定义,就不会发生符号表重复。


3.加inline内联,加了内联,就不会产生符号表,也是直接展开,定义到了每个有.h的文件,直接使用定义,不会链接。void operator<<(const ostream&  out, const Date&  d);


问题二:


既然出了类,类中的私有成员变量就不能通过对象去使用。


解决办法:


1.偷家,私有成员变量不可以用,但我可以通过公有的成员函数去使用。


2.友元:友元声明(在类和对象下我们会详细说明),在类中的声明前加一个friend.


friend void operator<<(const ostream&  out, const Date&  d);


那么有时候我们也会遇到这样的情况:cout<<d1<<d2;


链式访问,这就和之前的赋值重载很一样了,需要返回值,不同的是,<<的链式访问是从左到右的。而且返回值当然得是cout了

ostream& operator<<(const ostream&  out, const Date&  d);   你懂了吗??

流插入是一样的!

8.const修饰的成员函数

1.const修饰的权限问题

将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数。

而在调用的时候会经常出现 权限放大的问题。权限可以缩小,平移,但不可以放大

1.举例说明:

为什么就会报错呢??


当d2去调用的时候&d2(即const Date*),这里const修饰的是指针所指的对象不可以被修改,只读。但是传参的时候就成了Print(Date*const this),可读可写(不明白可以回顾以前文章)。所以扩大了权限,无法调用。


解决方法就是在函数定义后面加一个const


就相当于 const Date*const,权限此时就相同了。


而加了const以后,d1调用时&d1,Date*,可读可写,但是Print形参中是只读,虽然权限缩小,但是可以!


2.举例说明:


日期类相减:


int Date:: operator-(const Date& d)

{

   Date max = *this;

   Date min = d;

   int flag = 1;

   //if (*this < d)


  换为


  if(d>*this)  可以吗??  当然不可以,d.operator>(*this);

   {                                   &d ->(const Date*)d此时是只读,结果到了>运算符的参数就是


                                        Date*const可读可写,权限放大。

       max = d;

       min = *this;

       flag = -1;

   }

   int count = 0;

   while (max != min)

   {

       max--;

       count++;

   }

   return count * flag;;

}


所以最好的方式是:凡是内部不改变成员变量,其实也就是不改变*this对象的数据的,这些成员函数都应该加const。


2.取地址重载

六大类默认成员函数就是:自己不写,编译器会给出。


当然,取地址重载也不例外,所以在大多数的时候,我们使用取地址都不需要自己写,除非一种情况!!


就是我不想让他取出地址:

    Date* operator&()
  {
    return nullptr;
    //return this;
  }
   //第二种返回值加const是因为,返回参数是this时,为了返回时不扩大权限
  const Date* operator&() const
  {
    return nullptr;
    //return this;
  }

总结

看到这里,类和对象中篇就结束了,是不是收获满满,当然也需要反复琢磨,让我们一起期待类和对象下。跨过难关,旗开得胜!!

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