一、运算符重载
int main() { int x = 1, y = 2; bool x > y; Date d1; Date d2(2023, 11, 20); bool d1 > d2;//不支持 return 0; }
我们比较两个对象的大小,对于内置类型,可以直接使用运算符,内置类型都是简单类型,语言自己定义的,编译器直接转换成指令;对于自定义类型,编译器不知道它的行为,所以不支持直接使用运算符。那自定义类型该如何比较大小呢?我们以日期类为例。
📒1.1两个日期大小的比较
class Date { public: Date(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: int _year;//年 int _month;//月 int _day;//日 }; int main() { Date d1(2023, 5, 21); Date d2(2023, 11, 20); return 0; }
定义了d1和d2两个对象,我们可以通过函数比较两个日期的大小,如下:
//以大于为例 bool Greater(const Date& x, const Date& y) { if (x._year > y._year) { return true; } else if (x._year == y._year && x._month > y._month) { return true; } else if (x._year == y._year && x._month == y._month && x._day > y._day) { return true; } return false; } int main() { Date d1(2023, 5, 21); Date d2(2023, 11, 20); cout << Greater(d1, d2) << endl; return 0; }
但这里有一个问题,Greater函数是定义在类外的,日期类的成员变量是私有的,所以在类外是无法访问到的,想要实现比较的功能就要将成员变量设为public公有,这样代码是不安全的。
📒1.2运算符重载的引入
有些人给函数命名时并不规范,例如:Compare1,Compare2等。我们不知道这个函数实现的是什么功能,只有看过代码才知道,这样十分麻烦。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: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)
//以大于为例 bool operator>(const Date& x, const Date& y) { if (x._year > y._year) { return true; } else if (x._year == y._year && x._month > y._month) { return true; } else if (x._year == y._year && x._month == y._month && x._day > y._day) { return true; } return false; } int main() { Date d1(2023, 5, 21); Date d2(2023, 11, 20); cout << (d1 > d2) << endl; return 0; }
注意:流插入的优先级高,我们要先比较大小,所以d1>d2要加括号。
📒1.3将运算符重载函数写成成员函数
为了解决上面的私有成员变量在类外面无法访问的问题,可以把运算符重载函数写成类的成员函数或者友元,这样就能访问到私有的成员变量,但是友元一般不建议使用,因为友元会破坏封装。
class Date { public: Date(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } bool 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; } private: int _year;//年 int _month;//月 int _day;//日 };
运算符重载有一个规定,运算符要与参数个数匹配, > 是双目操作符,但上面的代码为什么只传递了一个参数,这是因为成员函数中都有一个隐藏的this,所以形参就只需要一个。
int main() { d1 > d2; d1.operator>(&d1, d2);//显示调用 return 0; }
d1 > d2会转化为 d1.operator>(&d1, d2)
运算符重载有意义就可以实现,没有意义就不要实现。例如:日期+日期就没有意义,但日期-日期就有意义。
📝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+,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。
二、赋值运算符重载
📝区分赋值运算符重载和拷贝构造
Date d1(2020, 5, 21); Date d2(2023, 6, 21); d1 = d2;//需要调用赋值运算符重载 Date d3(d1);//调用拷贝构造
要区分赋值运算符重载和拷贝构造,前者是针对两个已存在的对象,将一个对象的值,赋值给另一个,而后者是用一个已存在的对象去初始化创建一个新对象。
赋值运算符重载格式:
- 参数类型:const T&(T是类型),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
Date& operator=(const Data& d) { if (this != &d) { _year = d._year; _month = d._month; _day = d._day; } return *this;//出了作用域*this还在,所以可以用引用返回 }
📝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
// 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。
📝编译器生成的默认赋值运算符重载做了什么
用户没有显式实现时,编译器生成的默认赋值运算符重载,对内置类型的成员变量是以值的方式逐字节进行拷贝(浅拷贝),对自定义类型的成员变量,调用其对应类的赋值运算符重载。
🎁结语:
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