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从C语言到C++⑤(第二章_类和对象_中篇)(6个默认成员函数+运算符重载+const成员)（下）

2024-05-21 141
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简介： 从C语言到C++⑤(第二章_类和对象_中篇)(6个默认成员函数+运算符重载+const成员)

从C语言到C++⑤(第二章_类和对象_中篇)(6个默认成员函数+运算符重载+const成员)（中）：https://developer.aliyun.com/article/1513647

5.2 赋值运算符重载使用

赋值运算符重载主要有以下四点：

① 参数类型

② 返回值

③ 检查是否给自己复制

④ 返回 *this

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) 
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  Date& operator=(const Date& d) 
  {
    if (this != &d)  // 防止自己跟自己赋值（这里的&d是取地址）
    {
      _year = d._year;
      _month = d._month;
      _day = d._day;
    }
    return *this;   // 返回左操作数d1
  }
 
  void Print()
  {
    cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
  }
 
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 3);
  Date d2(2023, 5, 4);
 
  d1 = d2;
 
  d1.Print();
  d2.Print();
  return 0;
}

       自己给自己赋值是无意义的，这里加 if 语句来判断就是为了防止极端情况下，自己给自己赋值，加上这条判断后就算遇到自己给自己赋值，就会不做处理，直接跳过。

       因为出了作用域 *this 还在，所以我们可以使用引用来减少拷贝。（因为传值返回不会直接返回对象，而是会生成一个拷贝的对象，这里减少了两次拷贝构造的调用）

5.3 默认生成的赋值运算符重载

       赋值运算符重载是默认成员函数，所以如果一个类没有显式定义赋值运算符重载，编译器默认生成复制重载，跟拷贝构造做的事情完全类似：

① 内置类型成员，会完成字节序值拷贝 —— 浅拷贝。

② 对于自定义类型成员变量，会调用它的 operator= 赋值。

把我们自己写的赋值运算符重载注释掉：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) 
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  //Date& operator=(const Date& d) 
  //{
  //  if (this != &d)  // 防止自己跟自己赋值（这里的&d是取地址）
  //  {
  //    _year = d._year;
  //    _month = d._month;
  //    _day = d._day;
  //  }
  //  return *this;   // 返回左操作数d1
  //}
 
  void Print()
  {
    cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
  }
 
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 3);
  Date d2(2023, 5, 4);
 
  d1 = d2;
 
  d1.Print();
  d2.Print();
  return 0;
}

       既然编译器会自己默认生成，已经可以完成字节序的值拷贝了，我们还需要自己实现吗？当然像日期这样的类是没有必要的，但有时候还是需要自己实现的。比如下面的情况：

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
class Stack
{
public:
  Stack(int capacity = 10)
  {
    _array = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
    if (_array == nullptr)
    {
      perror("malloc申请空间失败");
      return;
    }
    _size = 0;
    _capacity = capacity;
  }
 
  void Push(const DataType& data)
  {
    _array[_size] = data;
    _size++;
  }
 
  ~Stack()
  {
    if (_array)
    {
      free(_array);
      _array = nullptr;
      _capacity = 0;
      _size = 0;
    }
  }
private:
  DataType* _array;
  int _size;
  int _capacity;
};
int main()
{
  Stack s1;
  s1.Push(1);
  s1.Push(2);
  s1.Push(3);
  s1.Push(4);
  Stack s2;
  s2 = s1;
  return 0;
}

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。

6. const 成员

6.1 const 成员的作用

上面定义的日期类，普通对象对它调用 Print ，是可以调得动的。

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) 
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  void Print()
  {
    cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
  }
 
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 3);
  const Date d2(2023, 5, 4);
 
  d1.Print();
  d2.Print();
  return 0;
}

如果这个对象是 const 的呢？这样编译就报错了:

error C2662: “void Date::Print(void)”: 不能将“this”指针从“const Date”转换为“Date &”

这块报错的原因是什么？这里涉及的问题是 "权限的放大" ，这个知识点在下面这篇博客讲过：

从C语言到C++②(第一章_C++入门_中篇)缺省参数+函数重载+引用_GR C的博客-CSDN博客

此时可以使用 const 修饰类的成员函数来解决这种情况。

6.2 const 修饰类的成员函数

将 const 修饰的类成员函数，我们称之为 const 成员函数。

const 修饰类成员函数，实际修饰的是该成员函数隐含的 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。

这里我们可以在函数后面加 const，保持权限的统一：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date
{
public:
  Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  void Print() const //这里语法就是加在这里的，虽然有点奇怪
  {
    //void Print(Date* const this)变成了void Print(const Date* const this)
    cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
  }
 
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 3);
  const Date d2(2023, 5, 4);
 
  d1.Print();
  d2.Print();
  return 0;
}

权限的放大会报错，这里d1是权限的缩小，d2没有改变权限。

       使用建议：建议能加上 const 都加上，这样普通对象和 const 对象都可以调用了。但是，如果要修改成员变量的成员函数是不能加的，比如日期类中 += ++ 等等实现。它是要修改的，加不了就算了。

7. 取地址及const取地址操作符重载（两个默认成员函数）

       这两个运算符一般不需要重载，因为它是默认成员函数，编译器会自己默认生成。一般用编译器自己生成的就够了，所以这里只是简单演示一下使用：

7.1 取地址及const取地址操作符重载（自己实现）

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year, int month, int day) 
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  Date* operator&() 
  {
    return this;
  }
 
  const Date* operator&() const
  {
    return this;
  }
 
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
 
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 3);
  cout << &d1 << endl;// 取出d1的地址
 
  const Date d2(2023, 5, 4);
  cout << &d2 << endl;// 取出d2的地址
 
  return 0;
}

7.2 取地址及const取地址操作符重载（默认生成）

直接把我们写的注释掉：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year, int month, int day) 
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  //Date* operator&() 
  //{
  //  return this;
  //}
 
  //const Date* operator&() const
  //{
  //  return this;
  //}
 
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
 
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 3);
  cout << &d1 << endl;// 取出d1的地址
 
  const Date d2(2023, 5, 4);
  cout << &d2 << endl;// 取出d2的地址
 
  return 0;
}

只有特殊情况才需要重载，比如你不想让别人取到你的地址：

可以放到私有，或者自己实现返回空指针：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Date 
{
public:
  Date(int year, int month, int day) 
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
 
  Date* operator&() 
  {
    return nullptr;
  }
 
  const Date* operator&() const
  {
    return nullptr;
  }
 
private:
  int _year;
  int _month;
  int _day;
};
 
int main()
{
  Date d1(2023, 5, 3);
  cout << &d1 << endl;// 取出d1的地址
 
  const Date d2(2023, 5, 4);
  cout << &d2 << endl;// 取出d2的地址
 
  return 0;
}

本篇完。

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