【C++类和对象中:解锁面向对象编程的奇妙世界】(三)

简介: 【C++类和对象中:解锁面向对象编程的奇妙世界】

【C++类和对象中:解锁面向对象编程的奇妙世界】(二):https://developer.aliyun.com/article/1425458


我们再来实现一下+运算符重载

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        assert(year >= 1 && month >= 1 && month <= 12);
        int MonthArray[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 MonthArray[month];
    }
    //d1 + 100
    void operator+(int day)
    {
        _day += day;
        while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
        {
            _day -= GetMonthDay(_year, _month);
            _month++;
            if (_month == 13)
            {
                _month = 1;
                _year++;
            }
        }
        return;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2023, 10, 24);
    d2 + 50;
    return 0;
}



通过监视窗口观察我们实际上实现的是+=运算符重载,因为d2对象的内容被改变了,而+运算符重载不会改变对象的内容。


d2 += 50;//这里不支持连续+=,因为日期不能+=日期


要实现连等,我们需要接收返回值,所以上面的+=运算符重载是需要返回值的。

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        assert(year >= 1 && month >= 1 && month <= 12);
        int MonthArray[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 MonthArray[month];
    }
    //d1 += 100
    Date operator+=(int day)
    {
        _day += day;
        while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
        {
            _day -= GetMonthDay(_year, _month);
            _month++;
            if (_month == 13)
            {
                _month = 1;
                _year++;
            }
        }
        return *this;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2023, 10, 22);
    d2 += 50;//这里不支持连续+=
    int i = 0;
    // + 操作符有返回值
    int ret1 = i + 50;
    int j = 0;
    // += 操作符有返回值
    int ret2 = j += i += 50;
    return 0;
}


上面我们返回的*this仍然是值拷贝,但是*this就是d2,d2的生命周期是在main函数中的,所以上面的运算符重载的返回值可以使用引用。

Date& operator+=(int day)
    {
        _day += day;
        while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
        {
            _day -= GetMonthDay(_year, _month);
            _month++;
            if (_month == 13)
            {
                _month = 1;
                _year++;
            }
        }
        return *this;
    }


现在我们再来写我们的+运算符重载,首先我们要知道+和+=的区别,+操作符是不改变自身的。

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        assert(year >= 1 && month >= 1 && month <= 12);
        int MonthArray[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 MonthArray[month];
    }
    // d2 + 50
    Date& operator+(int day)
    {
        Date tmp(*this);//拷贝一份d1
        tmp._day += day;
        while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
        {
            tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
            tmp._month++;
            if (tmp._month == 13)
            {
                tmp._month = 1;
                tmp._year++;
            }
        }
        return tmp;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
    Date d1;
    Date d2(2023, 10, 22);
    Date ret = d2 + 50;
    return 0;
}


这样就实现了我们的+运算符重载对象之间互不影响。


5.2 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
  • 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
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    // d1 = d3
    void operator=(const Date& d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
    void Print()
    {
        cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
    d1.Print();
  Date d2(2023, 10, 26);
    //一个已经存在的对象去拷贝初始化另一个对象
    Date d3(d2);//拷贝构造函数
    //两个已经存在的对象的拷贝
    d1 = d3;//赋值运算符重载
    d1.Print();
}

运行结果:


如果我们想要连续赋值呢?很明显连等是错误的。因为我们上面写的函数是没有返回值的。

#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    // d1 = d3
    Date& operator=(const Date& d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
        return *this;
    }
    void Print()
    {
        cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
int main()
{
  Date d1;
    d1.Print();
  Date d2(2023, 10, 26);
    //一个已经存在的对象去拷贝初始化另一个对象
    Date d3(d2);//拷贝构造函数
    //两个已经存在的对象的拷贝
    d1 = d3;//赋值运算符重载
    d1.Print();
    //连续赋值
    d2 = d1 = d3;
}


这样就实现了连等的操作。


但是我们能对象给对象自己赋值,很明显是可以的。但是按照我们上面的代码太复杂,自己赋值自己就没必须再逐一拷贝。

Date& operator=(const Date& d)//d是d1对象的别名,共用一块空间
{
    if (this != &d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
    return *this;
}


2. 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

#include <iostream>
using namespace std;
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;
}
// 编译失败:
// error C2801: “operator =”必须是非静态成员


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。


3. 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,完成值拷贝,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 Time
{
public:
  Time()
  {
    _hour = 1;
    _minute = 1;
    _second = 1;
  }
  Time& operator=(const Time& t)
  {
    if (this != &t)
    {
      _hour = t._hour;
      _minute = t._minute;
      _second = t._second;
    }
    return *this;
  }
private:
  int _hour;
  int _minute;
  int _second;
};
class Date
{
private:
  // 基本类型(内置类型)
  int _year = 1970;
  int _month = 1;
  int _day = 1;
  // 自定义类型
  Time _t;
};
int main()
{
  Date d1;
  Date d2;
  d1 = d2;
  return 0;
}


既然编译器生成的默认赋值运算符重载函数已经可以完成字节序的值拷贝了,还需要自己实 现吗?当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢?验证一下试试?

#include <iostream>
using namespace std;
// 这里会发现下面的程序会崩溃掉?这里就需要我们以后讲的深拷贝去解决。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
  Stack(size_t capacity = 10)
  {
    _array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
    if (nullptr == _array)
    {
      perror("malloc申请空间失败");
      return;
    }
    _size = 0;
    _capacity = capacity;
  }
  void Push(const DataType& data)
  {
    // CheckCapacity();
    _array[_size] = data;
    _size++;
  }
  ~Stack()
  {
    if (_array)
    {
      free(_array);
      _array = nullptr;
      _capacity = 0;
      _size = 0;
    }
  }
private:
  DataType* _array;
  size_t _size;
  size_t _capacity;
};
int main()
{
  Stack s1;
  s1.Push(1);
  s1.Push(2);
  s1.Push(3);
  s1.Push(4);
  Stack s2;
  s2 = s1;
  return 0;
}


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。


现在我们再来完善一下我们的日期类。当我们的输入的日期非法程序依然能够打印出来。


注:当构造函数在声明和定义出现全缺省参数时,规定在声明的地方写全缺省参数,定义的地方不写。

Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
    if (_year < 1 || _month < 1 || _month > 12
        || _day < 1 || _day > GetMonthDay(_year, _month))
    {
        assert(false);
    }
}



我们上面的运算符重载写了>运算符重载、=运算符重载和+=运算符重载。我们在来写一下!运算符重载等其他比较运算符重载,可以采用复用。

bool operator>(const Date& x2)
{
    if (_year > x2._year)
        return true;
    else if (_year == x2._year && _month > x2._month)
        return true;
    else if (_year == x2._year && _month == x2._month && _day > x2._day)
        return true;
    else
        return false;
}
bool operator==(const Date& x2)
{
    return _year == x2._year
        && _month == x2._month
        && _day == x2._day;
}
bool operator!=(const Date& x2)
{
    return !(*this == x2);
}
bool operator>=(const Date& x2)
{
    return *this > x2 || *this == x2;
}
bool operator<(const Date& x2)
{
    return !(*this >= x2);
}


我们再来看一下下面两种复用哪种更优?下面这个是+操作符重载复用+=操作符重载

Date operator+=(int day)
{
    //如果传入的day是负数
    if(day < 0)
    {
        return *this -= (-day);
    }
    _day += day;
    while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
    {
        _day -= GetMonthDay(_year, _month);
        _month++;
        if (_month == 13)
        {
            _month = 1;
            _year++;
        }
    }
    return *this;
}
Date operator+(int day)
{
    Date tmp(*this);
    tmp += day;
    return tmp;
}


这种是+=操作符重载复用+操作符重载的实现

Date& operator=(const Date& d)
{
    if (this != &d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
    return *this;
}
Date operator+(int day)
{
    Date tmp(*this);//拷贝一份d1
    tmp._day += day;
    while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
    {
        tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
        tmp._month++;
        if (tmp._month == 13)
        {
            tmp._month = 1;
            tmp._year++;
        }
    }
    return tmp;
}
Date& operator+=(int day)
{
    *this = *this + day;
    return *this;
}


上面的第一种写法+操作符重载复用+=操作符重载,+操作符重载进行了两次拷贝对象,而后面的那种写法+=操作符重载复用+操作符重载,+操作符重载进行了两次拷贝对象,+=操作符重载进行了两次拷贝对象,还有=操作符重载的一次。


【C++类和对象中:解锁面向对象编程的奇妙世界】(四):https://developer.aliyun.com/article/1425471

目录
打赏
0
0
0
0
11
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++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。
【C++篇】深度解析类与对象(上)
在C++中,类和对象是面向对象编程的基础组成部分。通过类,程序员可以对现实世界的实体进行模拟和抽象。类的基本概念包括成员变量、成员函数、访问控制等。本篇博客将介绍C++类与对象的基础知识,为后续学习打下良好的基础。
|
1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。
71 19
【C++面向对象——类与对象】CPU类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个CPU类,包含等级(rank)、频率(frequency)、电压(voltage)等属性,以及两个公有成员函数run、stop。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。​ 相关知识 类的声明和使用。 类的声明和对象的声明。 构造函数和析构函数的执行。 一、类的声明和使用 1.类的声明基础 在C++中,类是创建对象的蓝图。类的声明定义了类的成员,包括数据成员(变量)和成员函数(方法)。一个简单的类声明示例如下: classMyClass{ public: int
56 13
【C++面向对象——继承与派生】派生类的应用(头歌实践教学平台习题)【合集】
本实验旨在学习类的继承关系、不同继承方式下的访问控制及利用虚基类解决二义性问题。主要内容包括: 1. **类的继承关系基础概念**:介绍继承的定义及声明派生类的语法。 2. **不同继承方式下对基类成员的访问控制**:详细说明`public`、`private`和`protected`继承方式对基类成员的访问权限影响。 3. **利用虚基类解决二义性问题**:解释多继承中可能出现的二义性及其解决方案——虚基类。 实验任务要求从`people`类派生出`student`、`teacher`、`graduate`和`TA`类,添加特定属性并测试这些类的功能。最终通过创建教师和助教实例,验证代码
57 5
【C++面向对象——群体类和群体数据的组织】实现含排序功能的数组类(头歌实践教学平台习题)【合集】
1. **相关排序和查找算法的原理**:介绍直接插入排序、直接选择排序、冒泡排序和顺序查找的基本原理及其实现代码。 2. **C++ 类与成员函数的定义**:讲解如何定义`Array`类,包括类的声明和实现,以及成员函数的定义与调用。 3. **数组作为类的成员变量的处理**:探讨内存管理和正确访问数组元素的方法,确保在类中正确使用动态分配的数组。 4. **函数参数传递与返回值处理**:解释排序和查找函数的参数传递方式及返回值处理,确保函数功能正确实现。 通过掌握这些知识,可以顺利地将排序和查找算法封装到`Array`类中,并进行测试验证。编程要求是在右侧编辑器补充代码以实现三种排序算法
47 5
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】计算图像面积(头歌实践教学平台习题)【合集】
本任务要求设计一个矩形类、圆形类和图形基类,计算并输出相应图形面积。相关知识点包括纯虚函数和抽象类的使用。 **目录:** - 任务描述 - 相关知识 - 纯虚函数 - 特点 - 使用场景 - 作用 - 注意事项 - 相关概念对比 - 抽象类的使用 - 定义与概念 - 使用场景 - 编程要求 - 测试说明 - 通关代码 - 测试结果 **任务概述:** 1. **图形基类(Shape)**:包含纯虚函数 `void PrintArea()`。 2. **矩形类(Rectangle)**:继承 Shape 类,重写 `Print
51 4
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】编写教学游戏:认识动物(头歌实践教学平台习题)【合集】
本项目旨在通过C++编程实现一个教学游戏,帮助小朋友认识动物。程序设计了一个动物园场景,包含Dog、Bird和Frog三种动物。每个动物都有move和shout行为,用于展示其特征。游戏随机挑选10个动物,前5个供学习,后5个用于测试。使用虚函数和多态实现不同动物的行为,确保代码灵活扩展。此外,通过typeid获取对象类型,并利用strstr辅助判断类型。相关头文件如&lt;string&gt;、&lt;cstdlib&gt;等确保程序正常运行。最终,根据小朋友的回答计算得分,提供互动学习体验。 - **任务描述**:编写教学游戏,随机挑选10个动物进行展示与测试。 - **类设计**:基类
39 3
AI助理

你好,我是AI助理

可以解答问题、推荐解决方案等