【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

简介: 上篇文章介绍了在C++的类六个成员函数中的三个,分别是构造函数、析构函数、拷贝构造函数,不知道大家有没有所收获,今天我们带来的是剩下的三个函数,以及结合这六个函数完成一个完整的日期类的实现,让我们开始今天的征程吧!

运算符重载

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;
}

7fd5c4b4f4f74a7298fa17f1f62ec200.png


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。

cd27d878c0d049769ca898d98d9de3ee.png


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;
}

 20f44a84b8b44a7a85cbb227ec1b3ce8.png

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

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。

 242a45cc5cfd4aabb5c1db85fdc11924.png


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 *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?

 4e7b5371ab8b4a248ce86fda4ef97e34.png

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。
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。
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;
}

4464dda244f441e384b6820d2f6843f2.png

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。

目录
打赏
0
0
1
0
7
分享
相关文章
【C++篇】深度解析类与对象(下)
在上一篇博客中,我们学习了C++的基础类与对象概念,包括类的定义、对象的使用和构造函数的作用。在这一篇,我们将深入探讨C++类的一些重要特性,如构造函数的高级用法、类型转换、static成员、友元、内部类、匿名对象,以及对象拷贝优化等。这些内容可以帮助你更好地理解和应用面向对象编程的核心理念,提升代码的健壮性、灵活性和可维护性。
【c++11】c++11新特性(上)(列表初始化、右值引用和移动语义、类的新默认成员函数、lambda表达式)
C++11为C++带来了革命性变化,引入了列表初始化、右值引用、移动语义、类的新默认成员函数和lambda表达式等特性。列表初始化统一了对象初始化方式,initializer_list简化了容器多元素初始化;右值引用和移动语义优化了资源管理,减少拷贝开销;类新增移动构造和移动赋值函数提升性能;lambda表达式提供匿名函数对象,增强代码简洁性和灵活性。这些特性共同推动了现代C++编程的发展,提升了开发效率与程序性能。
40 12
【C++进阶】特殊类设计 && 单例模式
通过对特殊类设计和单例模式的深入探讨,我们可以更好地设计和实现复杂的C++程序。特殊类设计提高了代码的安全性和可维护性,而单例模式则确保类的唯一实例性和全局访问性。理解并掌握这些高级设计技巧,对于提升C++编程水平至关重要。
49 16
类和对象(中 )C++
本文详细讲解了C++中的默认成员函数,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载和取地址运算符重载等内容。重点分析了各函数的特点、使用场景及相互关系,如构造函数的主要任务是初始化对象,而非创建空间;析构函数用于清理资源;拷贝构造与赋值运算符的区别在于前者用于创建新对象,后者用于已存在的对象赋值。同时,文章还探讨了运算符重载的规则及其应用场景,并通过实例加深理解。最后强调,若类中存在资源管理,需显式定义拷贝构造和赋值运算符以避免浅拷贝问题。
类和对象(上)(C++)
本篇内容主要讲解了C++中类的相关知识,包括类的定义、实例化及this指针的作用。详细说明了类的定义格式、成员函数默认为inline、访问限定符(public、protected、private)的使用规则,以及class与struct的区别。同时分析了类实例化的概念,对象大小的计算规则和内存对齐原则。最后介绍了this指针的工作机制,解释了成员函数如何通过隐含的this指针区分不同对象的数据。这些知识点帮助我们更好地理解C++中类的封装性和对象的实现原理。
|
1月前
|
【c++】继承(继承的定义格式、赋值兼容转换、多继承、派生类默认成员函数规则、继承与友元、继承与静态成员)
本文深入探讨了C++中的继承机制,作为面向对象编程(OOP)的核心特性之一。继承通过允许派生类扩展基类的属性和方法,极大促进了代码复用,增强了代码的可维护性和可扩展性。文章详细介绍了继承的基本概念、定义格式、继承方式(public、protected、private)、赋值兼容转换、作用域问题、默认成员函数规则、继承与友元、静态成员、多继承及菱形继承问题,并对比了继承与组合的优缺点。最后总结指出,虽然继承提高了代码灵活性和复用率,但也带来了耦合度高的问题,建议在“has-a”和“is-a”关系同时存在时优先使用组合。
114 6
类和对象(下)C++
本内容主要讲解C++中的初始化列表、类型转换、静态成员、友元、内部类、匿名对象及对象拷贝时的编译器优化。初始化列表用于成员变量定义初始化,尤其对引用、const及无默认构造函数的类类型变量至关重要。类型转换中,`explicit`可禁用隐式转换。静态成员属类而非对象,受访问限定符约束。内部类是独立类,可增强封装性。匿名对象生命周期短,常用于临时场景。编译器会优化对象拷贝以提高效率。最后,鼓励大家通过重复练习提升技能!
|
3月前
|
【C++面向对象——类与对象】Computer类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个简单的Computer类,含有数据成员芯片(cpu)、内存(ram)、光驱(cdrom)等等,以及两个公有成员函数run、stop。只能在类的内部访问。这是一种数据隐藏的机制,用于保护类的数据不被外部随意修改。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。成员可以在派生类(继承该类的子类)中访问。成员,在类的外部不能直接访问。可以在类的外部直接访问。为了完成本关任务,你需要掌握。
117 19
【C++篇】深度解析类与对象(中)
在上一篇博客中,我们学习了C++类与对象的基础内容。这一次,我们将深入探讨C++类的关键特性,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载、以及取地址运算符的重载。这些内容是理解面向对象编程的关键,也帮助我们更好地掌握C++内存管理的细节和编码的高级技巧。

热门文章

最新文章