【C++从0到王者】第三站：类和对象（中）赋值运算符重载

一、运算符重载

1.运算符重载的使用

当我们实现一个日期类的时候，我们有时候需要比较两个类的大小。我们可以写一个普通的函数去进行比较，但是这样比较繁琐，我们能否像内置类型那样只需要使用比较符号来进行判断呢？其实是可以的，C++为什么支持内置类型的比较呢？这是因为内置类型的都是祖师爷知道的，祖师爷知道他们如何进行比较，所以将内置类型的比较方法早已写入库中，而自定义类型祖师爷是不知道的，所以需要我们自己来实现，我们在实现的时候为了可以使用普通的比较符号，我们可以使用运算符重载

class Date
{
public:
  Date(int year = 2023, int month = 5, int day = 10)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
//private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
bool operator<(const Date& x1, const Date& x2)
{
  if (x1._year < x2._year)
  {
    return true;
  }
  else if (x1._year == x2._year && x1._month < x2._month)
  {
    return true;
  }
  else if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day < x2._day)
  {
    return true;
  }
  return false;
}
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 11);
  Date d2(2023, 5, 12);
  cout << (d1 < d2) << endl;
  cout << operator<(d1, d2) << endl;
  cout << (d2 < d1) << endl;
  cout << operator<(d2, d1) << endl;
  return 0;
}

像上面代码中的d1<d2事实上就被转化为了operator<(d1,d2)，我们可以从指令的角度来进行观察：可以发现其实是一样的

但是上面的代码仍然不够完善，因为他是定义在类外的，必须将私有成员变量给变为公有的，如果想要使用私有的，有两种方案：1.使用友元，但是这样会破坏封装，2.直接定义在类内，这样的话我们需要注意一点的是，在内里的变量是有一个this指针的，所以我们的形参数其实是需要少一个的

bool operator<(const Date& x)
  {
    if (_year < x._year)
    {
      return true;
    }
    else if (_year == x._year && _month < x._month)
    {
      return true;
    }
    else if (_year == x._year && _month == x._month && _day < x._day)
    {
      return true;
    }
    return false;
  }

这时候他就是这样的等价了

2.运算符重载的注意事项

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)

1. 不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@
2. 重载操作符必须有一个类类型参数
3. 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
4. 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
5. .* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载
6. 操作符是几个操作数，重载运算符函数就有几个参数

二、赋值运算符重载

1.复制拷贝与拷贝构造

首先我们需要搞清楚复制拷贝与拷贝构造的区别：

• 拷贝构造是使用一个已经存在的对象去初始化另外一个对象
• 复制拷贝是已经存在的两个对象进行的复制拷贝
  

2.赋值运算符重载的格式

• 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

3.赋值运算符重载的实现

Date operator=(const Date& x)
  {
    _year = x._year;
    _month = x._month;
    _day = x._day;
    return *this;
  }

如上是复制运算符重载的实现，这里我们需要注意的是，我们需要传一个返回值，这是为了满足连续赋值的场景。

但是还需要注意的是，我们这里的是传值返回，传值返回的过程会产生一个临时变量，这个临时变量就会调用拷贝构造函数去构造这个临时变量。然后在将临时变量的数据交给变量

但是这样的话代价太大了，因为需要调用拷贝构造，我们注意到*this出了这个赋值运算符重载函数还在，所以我们可以使用传引用返回，这样就减少了拷贝构造的代价了

Date& operator=(const Date& x)
  {
    cout << "Date operator=(const Date& x)" << endl;
    _year = x._year;
    _month = x._month;
    _day = x._day;
    return *this;
  }

有时候，为了防止我们写出的d1=d1这样的代码，我们可以进行这样的优化

Date& operator=(const Date& x)
  {
    cout << "Date operator=(const Date& x)" << endl;
    if (this != &x)
    {
      _year = x._year;
      _month = x._month;
      _day = x._day;
    }
    return *this;
  }

或许可能会认为这里有点作用，但不大，只是起了优化的作用而已，其实不是这样的，这是因为日期类只涉及到浅拷贝，如果涉及到深拷贝的话，就会出现内存泄漏了。所以是非常有必要这样写的

4.赋值运算符重载的注意事项

1. 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

因为他是默认成员函数，自己在类中不写，编译器会自己生成，就会产生冲突

2. 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

默认生成的赋值运算符重载与拷贝构造的行为一样：

• 内置类型成员 --值拷贝/浅拷贝
• 自定义类型成员调用它的赋值重载

所以我们就可以看出来，Date类和MyQueue类是不需要自己写赋值重载的，而Stack是需要写的，因为默认生成的是浅拷贝

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