从C向C++6——运算符重载

本文的主要知识点是C++中的运算符重载。

1.运算符重载

所谓重载，就是赋予新的含义。函数重载（Function Overloading）可以让一个函数名有多种功能，在不同情况下进行不同的操作。**运算符重载（Operator Overloading）**也是一个道理，同一个运算符可以有不同的功能。

实际上，我们已经在不知不觉中使用了运算符重载。例如，+号可以对不同类型（int、float 等）的数据进行加法操作；<<既是位移运算符，又可以配合 cout 向控制台输出数据。C++本身已经对这些运算符进行了重载。C++ 也允许程序员自己重载运算符，这给我们带来了很大的便利。

谈谈我的个人理解来帮助理解运算符重载：

​ 首先，如果是两个常见的变量比如int a=10和int b=5，我们可以进行加法操作int c=a+b，这个编译器是可以理解的，但是如果我现在定义一个类：

class Person{
public:
    int m_a;
    int m_b;
    
}


int main(){
    Person p1,p2;
    p1.m_a=10;
    p1.m_b=10;
    p2.m_a=5;
    p2.m_b=5;
}

我们在这个例子中实例化了两个对象p1和p2，假设我现在要实例化一个对象p3，其属性的赋值是

p3.m_a=p1.m_a+p2.m_a;
p3.m_b=p1.m_a+p2.m_b;

但是这样太复杂了，如果美创建一个对象都是怎么做的话，太复杂了，自然而然的我们想到定义一个函数去解决这类问题。这里可以采用成员函数也可以使用全局函数来解决问题，但C++中一般更喜欢成员函数。

class Person{
public:
    int m_a;
    int m_b;
    Person personadd(Person &p);
    
}

Person Person::personadd(Person &p){
    Person temp;
    temp.m_a=this->m_a+p.m_a;
    temp.m_b=this->m_b+p.m_b;
}

int main(){
    Person p1,p2;
    p1.m_a=10;
    p1.m_b=10;
    p2.m_a=5;
    p2.m_b=5;
    Person p3=p1.personadd(p2);//????????????????
}

经过 我们写的一个成员函数后，是不是就可以利用上面的代码建立p3对象啦，比原来的慢慢赋值方便多了，那么假设现在编译器规定了函数名只能叫operator+，那么我们是不是要变成这样使用：

class Person{
public:
    int m_a;
    int m_b;
    Person operator+(Person &p);
    
}

Person Person::operator+(Person &p){
    Person temp;
    temp.m_a=this->m_a+p.m_a;
    temp.m_b=this->m_b+p.m_b;
}

int main(){
    Person p1,p2;
    p1.m_a=10;
    p1.m_b=10;
    p2.m_a=5;
    p2.m_b=5;
    Person p3=p1.operator+(p2);//????????????????
}

其实这就是对+号进行了重载，定义p3的代码可以写成Person p3=p1+p2，所以我们这里运算符重载的本事就是一个函数的重载而已，对运算符重载实质了解之后，再来学习运算符的重载。

注意：本部分的代码未在编译器测试，不具有运行效果，单纯是为了方便理解。

2.重载’+’

#include <iostream>
using namespace std;
class complex{
public:
    complex();
    complex(double real, double imag);
public:
    //声明运算符重载
    complex operator+(const complex &A) const;
    void display() const;
private:
    double m_real;  //实部
    double m_imag;  //虚部
};
complex::complex(): m_real(0.0), m_imag(0.0){ }
complex::complex(double real, double imag): m_real(real), m_imag(imag){ }
//实现运算符重载
complex complex::operator+(const complex &A) const{
    complex B;
    B.m_real = this->m_real + A.m_real;
    B.m_imag = this->m_imag + A.m_imag;
    return B;
}
void complex::display() const{
    cout<<m_real<<" + "<<m_imag<<"i"<<endl;
}
int main(){
    complex c1(4.3, 5.8);
    complex c2(2.4, 3.7);
    complex c3;
    c3 = c1 + c2;
    c3.display();
    return 0;
}

本例中义了一个复数类 complex，m_real 表示实部，m_imag 表示虚部，第 10 行声明了运算符重载，第 21 行进行了实现（定义）。认真观察这两行代码，可以发现运算符重载的形式与函数非常类似。

运算符重载其实就是定义一个函数，在函数体内实现想要的功能，当用到该运算符时，编译器会自动调用这个函数。也就是说，运算符重载是通过函数实现的，它本质上是函数重载。

3.运算符重载规则

运算符重载是通过函数重载实现的，概念上大家都很容易理解，这节我们来说一下运算符重载的注意事项。

  1. 并不是所有的运算符都可以重载。能够重载的运算符包括：
+ - * / % ^ & | ~ ! = < > += -= *= /= %= ^= &= |=  << >> <<= >>= == != <= >= && || ++ -- , ->* -> () []  new new[] delete delete[]

上述运算符中，[]是下标运算符，()是函数调用运算符。自增自减运算符的前置和后置形式都可以重载。

长度运算符sizeof、条件运算符: ?、成员选择符.和域解析运算符::不能被重载。

  1. 重载不能改变运算符的优先级和结合性。假设上一节的 complex 类中重载了+号和*号，并且c1、c2、c3、c4都是 complex 类的对象，那么下面的语句c4 = c1 + c2 * c3;等价于c4 = c1 + ( c2 * c3 );，乘法的优先级仍然高于加法，并且它们仍然是二元运算符。

  2. 重载不会改变运算符的用法，原有有几个操作数、操作数在左边还是在右边，这些都不会改变。例如~号右边只有一个操作数，+号总是出现在两个操作数之间，重载后也必须如此。

  3. 运算符重载函数不能有默认的参数，否则就改变了运算符操作数的个数，这显然是错误的。

  4. 运算符重载函数既可以作为类的成员函数，也可以作为全局函数。

  5. 箭头运算符->、下标运算符[ ]、函数调用运算符( )、赋值运算符=只能以成员函数的形式重载。

将运算符重载函数作为类的成员函数时，二元运算符的参数只有一个，一元运算符不需要参数。之所以少一个参数，是因为这个参数是调用成员函数时隐含的。另外，将运算符重载函数作为全局函数时，一般都需要在类中将该函数声明为友元函数。原因很简单，该函数大部分情况下都需要使用类的 private 成员。

4.重载<<和>>

在C++中，标准库本身已经对左移运算符<<和右移运算符>>分别进行了重载，使其能够用于不同数据的输入输出，但是输入输出的对象只能是 C++ 内置的数据类型（例如 bool、int、double 等）和标准库所包含的类类型（例如 string、complex、ofstream、ifstream 等）。

如果我们自己定义了一种新的数据类型，需要用输入输出运算符去处理，那么就必须对它们进行重载。

要达到的目标是让自定义类的输入输出和 int、float 等基本类型一样简单。假设 per1、per2 是Person类实例对象，那么输出形式就是：

cout<<per1<<per2<<endl;

输入形式就是：

cin>>per1>>per2;

cout 是 ostream 类的对象，cin 是 istream 类的对象，要想达到这个目标，就必须以全局函数（友元函数）的形式重载<<和>>，否则就要修改标准库中的类，这显然不是我们所期望的。

所以：<<和>>的重载只能以全局函数（友元函数）的形式重载。

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

class Person {
    friend ostream& operator <<(ostream& out, Person& A);
public:
    Person(int a, int b) :m_a(a), m_b(b) {};
private:
    int m_a;
    int m_b;

};

ostream& operator <<(ostream& out, Person& A) {
    out << "Ad的m_a为："<<A.m_a << " A的m_b为： "<<A.m_b<<endl;
    return out;
}

void test01() {
    Person p(10,10);
    cout << p << endl;
}

int main() {
    test01();

    return 0;
}

这里想要说明的是，虽然平时我们经常使用cin和cout，但很多不知道其到底是什么，其实cin是一个输入流类istream的实例化对象，而cout其实是输出流类ostream的一个实例化对象。

5.重载自增运算符

自增++和自减--都是一元运算符，它的前置形式和后置形式都可以被重载。

#include<iostream>
using namespace std;


class Myint {
    friend ostream& operator <<(ostream& out, Myint myint);
private:
    int m_num;
public:
    Myint(){
        m_num = 0;
    };
    //重载前置++
    Myint& operator++() {
        m_num++;
        return *this;
    }
    //重载后置++，这里使用到占位参数
    Myint operator++(int) {
        Myint temp = *this; //记录当前值
        m_num++;       //再加1
        return temp; //返回的是局部变量，不能返回局部变量的引用
    }

};

//重载<<
ostream& operator <<(ostream& out, Myint myint) {
    out << "我的数据为： "<<myint.m_num<<endl;
    return out;
}

void test01() {
    Myint myint;
    cout <<++ (++myint) << endl;
    cout << myint++ << endl;
    cout << myint << endl;
}

int main() {
    test01();

    return 0;
}

注意：

  • 如何区分前置++和后置++的重载------------->使用占位参数
  • 前置++返回引用，后置++返回值

6.重载赋值运算符

c++编译器至少给一个类添加4个函数

  • 1.默认构造函数(无参，函数体为空)
  • 2.默认析构函数(无参，函数体为空)
  • 3.默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
  • 4.赋值运算符 operator=，对属性进行值拷贝

看过之前的文章可能知道之前写的添加只有3个，第四个是今天的重点内容，在后面模板中也会用到。

请看下面代码：

#include<iostream>
using namespace std;


class Person {
public:
    int* m_age;
    Person(int age) {
        m_age = new int(age);    //创建在堆区
    }
};

void test01() {
    Person p1(18);
    cout << *p1.m_age << endl;
    Person p2(20);
    cout << *p2.m_age << endl;
    p2 = p1;                  //重点代码
}

int main() {
    test01();

    return 0;
}

该部分代码是可以在VSCode上运行的，但是你仔细看看有没有什么需要修改的地方，我们知道new和delete关键字成对出现，现在我在构造函数里使用了new，那么同理要在析构函数里释放其空间，所以有：

#include<iostream>
using namespace std;


class Person {
public:
    int* m_age;
    Person(int age) {
        m_age = new int(age);    //创建在堆区
    }
    ~Person() {
        if (m_age != NULL) {
            delete m_age;
            m_age = NULL;
        }
    }
};

void test01() {
    Person p1(18);
    cout << *p1.m_age << endl;
    Person p2(20);
    cout << *p2.m_age << endl;
    p2 = p1;                  //重点代码
}

int main() {
    test01();

    return 0;
}

这段代码会出错，为什么呢？其实这在之前的拷贝构造函数那里已经说过一次啦，浅拷贝带来的问题我们叫内存空间重复释放，可以使用深拷贝来解决。

在这里插入图片描述

结合原理图来理解，执行完p1的析构函数后存18的内存空间已经释放，而再执p2的析构函数时就会重复释放内存空间导致程序崩溃，之前是通过拷贝构造函数产生的这类问题，现在是直接通过赋值运算符=产生的这类问题，其实你仔细思考以下，对象的赋值在某种程度上不就是一种浅拷贝吗？

好的理解玩这些，我们知道解决问题的方法就是使用深拷贝，那么现在把赋值运算符进行重载，用神拷贝的思想解决问题。

#include<iostream>
using namespace std;


class Person {
public:
    int* m_age;

    Person(int age) {
        m_age = new int(age);    //创建在堆区
    }
    ~Person() {
        if (m_age != NULL) {
            delete m_age;
            m_age = NULL;
        }
    }


    //重载赋值运算符
    Person& operator=(Person& p) {
        //编译器提供的赋值是浅拷贝

        //应该先判断是否有属性在堆区，如果有释放干净
        if (m_age != NULL) {
            delete m_age;
            m_age = NULL;
        }

        //深拷贝
        m_age = new int(*p.m_age);

        return *this;
    }
};

void test01() {
    Person p1(18);
    cout << *p1.m_age << endl;
    Person p2(20);
    p2 = p1;                  //重点代码
    cout << *p2.m_age << endl;
}

int main() {
    test01();

    return 0;
}

7.重载函数调用运算符

  • 函数调用运算符()也可以重载
  • 由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
  • 仿函数没有固定写法，非常灵活

本部分需要知道一点：仿函数是什么？仿函数就是对函数调用运算符()进行了重载，注意根据前面重载规则我们知道()只能以成员函数重载。

#include<iostream>
using namespace std;


class Myadd {
public:
    int operator()(int num1, int num2) {
        return num1 + num2;
    }

};

void test01() {
    Myadd myadd;
    int ret = myadd(10, 10);
    cout << "ret= " << ret << endl;
}

int main() {
    test01();

    return 0;
}

我们看到了通过在Myadd类中的运算符重载，能够实现我们以往函数的功能，所以把对()的重载也成为仿函数。

8.C++运算符重载汇总

在 C++中进行运算符重载时，有以下问题需要注意：

  • 重载后运算符的含义应该符合原有用法习惯。例如重载+运算符，完成的功能就应该类似于做加法，在重载的+运算符中做减法是不合适的。此外，重载应尽量保留运算符原有的特性。
  • C++ 规定，运算符重载不改变运算符的优先级。
  • 以下运算符不能被重载：.、.*、::、? :、sizeof。
  • 重载运算符()、[]、->、或者赋值运算符=时，只能将它们重载为成员函数，不能重载为全局函数。

运算符重载的实质是将运算符重载为一个函数，使用运算符的表达式就被解释为对重载函数的调用。

运算符可以重载为全局函数。此时函数的参数个数就是运算符的操作数个数，运算符的操作数就成为函数的实参。

运算符也可以重载为成员函数。此时函数的参数个数就是运算符的操作数个数减一，运算符的操作数有一个成为函数作用的对象，其余的成为函数的实参。

必要时需要重载赋值运算符=，以避免两个对象内部的指针指向同一片存储空间。

运算符可以重载为全局函数，然后声明为类的友元。

<<和>>是在iostream中被重载，才成为所谓的“流插入运算符”和“流提取运算符”的。

类型的名字可以作为强制类型转换运算符，也可以被重载为类的成员函数。它能使得对象被自动转换为某种类型。

自增、自减运算符各有两种重载方式，用于区别前置用法和后置用法。

运算符重载不改变运算符的优先级。重载运算符时，应该尽量保留运算符原本的特性。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：/a/357249.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

【VS Code+Verilog+Vivado使用】（1）常用插件

【VS Code+Verilog+Vivado使用】（1）常用插件

文章目录 1 常用插件1.1 Chinese Language Pack1.2 Verilog-HDL/SV/BSV1.2.1 语法高亮1.2.2 代码片段1.2.3 代码检查1.2.4 Ctags1.2.4.1 自动补全设置1设置2 1.2.4.2 悬停显示1.2.4.3 转到定义1.2.4.4 查看定义1.2.4.5 模块例化设置1 1.3 vscode-icons1.4 Hex Editor1.5 Error …
阅读更多...
Web开发8：前后端分离开发

Web开发8：前后端分离开发

在现代的 Web 开发中&#xff0c;前后端分离开发已经成为了一种常见的架构模式。它的优势在于前端和后端可以独立开发&#xff0c;互不干扰&#xff0c;同时也提供了更好的可扩展性和灵活性。本篇博客将介绍前后端分离开发的概念、优势以及如何实现。 什么是前后端分离开发&am…
阅读更多...
国考省考行测：逻辑判断，分析推理，排除法，假设法

国考省考行测：逻辑判断，分析推理，排除法，假设法

国考省考行测&#xff1a;逻辑判断&#xff0c;分析推理 2022找工作是学历、能力和运气的超强结合体! 公务员特招重点就是专业技能&#xff0c;附带行测和申论&#xff0c;而常规国考省考最重要的还是申论和行测&#xff0c;所以大家认真准备吧&#xff0c;我讲一起屡屡申论和…
阅读更多...
【数据结构与算法】之哈希表系列-20240129

【数据结构与算法】之哈希表系列-20240129

这里写目录标题 一、217. 存在重复元素二、219. 存在重复元素 II三、242. 有效的字母异位词四、268. 丢失的数字五、290. 单词规律六、349. 两个数组的交集七、350. 两个数组的交集 II 一、217. 存在重复元素 简单 给你一个整数数组 nums 。如果任一值在数组中出现至少两次 &a…
阅读更多...
Java 面试题之 IO（二）

Java 面试题之 IO（二）

字符流 文章目录 字符流Reader&#xff08;字符输入流&#xff09;Writer&#xff08;字符输出流&#xff09; 文章来自Java Guide 用于学习如有侵权&#xff0c;立即删除 不管是文件读写还是网络发送接收&#xff0c;信息的最小存储单元都是字节。 那为什么 I/O 流操作要分为字…
阅读更多...
【linux】-linux操作系统分支及包管理系统

【linux】-linux操作系统分支及包管理系统

一、Linux主要版本分支 免费的&#xff1a;ubuntu、centos&#xff0c;分属红帽、大便分支。 centos渐渐退出&#xff0c;CentOS 之父创造的 Rocky Linux&#xff08;再见 CentOS! Rocky Linux 要来了&#xff09; 二、Rocky Linux 官方地址&#xff1a;https://rockylinux.…
阅读更多...
【大数据】Flink 架构（三）：事件时间处理

【大数据】Flink 架构（三）：事件时间处理

《Flink 架构》系列&#xff08;已完结&#xff09;&#xff0c;共包含以下 6 篇文章&#xff1a; Flink 架构&#xff08;一&#xff09;&#xff1a;系统架构Flink 架构&#xff08;二&#xff09;&#xff1a;数据传输Flink 架构&#xff08;三&#xff09;&#xff1a;事件…
阅读更多...
【Python笔记-设计模式】建造者模式

【Python笔记-设计模式】建造者模式

一、说明 又称生成器&#xff0c;是一种创建型设计模式&#xff0c;使其能够分步骤创建复杂对象。允许使用相同的创建代码生成不同类型和形式的对象。 (一) 解决问题 对象的创建问题&#xff1a;当一个对象的构建过程复杂&#xff0c;且部分构建过程相互独立时&#xff0c;可…
阅读更多...
吉利汽车：S-SDLC融入开发体系，推动智能汽车安全发展

吉利汽车：S-SDLC融入开发体系，推动智能汽车安全发展

吉利汽车是中国汽车行业的知名品牌&#xff0c;是一家具有国际化视野的汽车企业&#xff0c;在中国汽车市场自主品牌中占据领军地位。吉利汽车集团数字化中心利用数字化技术优势赋能业务升级&#xff0c;推动研发效率提升和产品安全能力拓展&#xff0c;进行整体数字化转型。 在…
阅读更多...
键盘上Ins键的作用

键盘上Ins键的作用

前几天编写文档时&#xff0c;发现一个问题&#xff1a;插入内容时&#xff0c;输入的字符将会覆盖光标位置后的字符。原来是按到了键盘上的 Ins键&#xff0c;解决方法是&#xff1a;再按一次 Ins键&#xff08;Ins键如果独立作为一键时&#xff0c;否则使用 “Fn Ins”组合键…
阅读更多...
C++ —— 智能指针

C++ —— 智能指针

C —— 智能指针 文章目录 C —— 智能指针一、为什么需要使用智能指针&#xff1f;二、内存泄漏什么是内存泄漏&#xff1f;内存泄漏的危害&#xff1f;内存泄漏分类 三、智能指针的使用及原理1. RAII2. 智能指针的原理 三、智能指针的缺陷及其发展3.1 std::auto_ptr3.2 std::…
阅读更多...
华为笔记本matebook pro X如何扩容 C 盘空间

华为笔记本matebook pro X如何扩容 C 盘空间

一、前提条件 磁盘扩展与合并必须是相邻分区空间&#xff0c;且两个磁盘类型需要相同。以磁盘分区为 C 盘和 D 盘为例&#xff0c;如果您希望增加 C 盘容量&#xff0c;可以先将 D 盘合并到 C 盘&#xff0c;然后重新创建磁盘分区&#xff0c;分配 C 盘和 D 盘的空间大小。 访…
阅读更多...
Element ui 的组件弹窗 el-dialog点击的时候全屏变灰问题解决

Element ui 的组件弹窗 el-dialog点击的时候全屏变灰问题解决

最近在使用Element UI 的弹窗组件的时候发现这个组件各种的应用都没有问题&#xff0c;数据和元素的应用都是正确的但是在点击显示这个弹窗的时候全屏幕都会变灰。 这也不是因为增加了modal 遮挡幕的问题&#xff0c;在经过不断的排查代码的时候基本排除了代码的问题&#xf…
阅读更多...
利用外卖系统源码构建高效的在线订餐平台

利用外卖系统源码构建高效的在线订餐平台

在当今数字化时代&#xff0c;外卖服务已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。为了满足用户需求&#xff0c;许多创业者和企业都希望搭建自己的在线订餐平台。利用现有的外卖系统源码&#xff0c;可以快速构建一个高效、安全的在线订餐平台。本文将介绍如何利用外卖系统源码来…
阅读更多...
Qt SQLite3数据库加密 QtCipherSqlitePlugin

Qt SQLite3数据库加密 QtCipherSqlitePlugin

在客户端软件开发过程中&#xff0c;基本都会涉及到数据库的开发。QT支持的数据库也有好几种&#xff08;QSQLITE, QODBC, QODBC3, QPSQL, QPSQL7&#xff09;&#xff0c;SQLite就是其中之一&#xff0c;但这个 SQLite 是官方提供的开源版本&#xff0c;没有加密功能的。如果对…
阅读更多...
k8s 进阶实战笔记 | 应用的蓝绿、金丝雀发布笔记

k8s 进阶实战笔记 | 应用的蓝绿、金丝雀发布笔记

文章目录 应用的蓝绿、金丝雀发布笔记应用升级策略停机升级滚动更新蓝绿发布金丝雀发布 应用的蓝绿、金丝雀发布笔记 应用升级策略 Deployment.spec.strategy 设置 Recreate&#xff1a;同时删除所有副本&#xff0c;停机升级策略 不存在新老版本共存 存在某个时间段服务不可…
阅读更多...
麒麟系统—— openKylin 安装 redis

麒麟系统—— openKylin 安装 redis

麒麟系统—— openKylin 安装 redis 一、准备工作1. 确保麒麟系统 openKylin 已经安装完毕。 二、下载安装文件三、解压安装解压安装 四、配置与运行修改配置文件以配置文件运行 五、加入到服务中最终&#xff1a;介绍配置的其他参数使用 Redis是一种开源的、基于内存的高速缓存…
阅读更多...
MySQL原理（一）架构组成（2）逻辑模块组成

MySQL原理（一）架构组成（2）逻辑模块组成

总的来说&#xff0c;MySQL可以看成是二层架构&#xff0c;第一层我们通常叫做SQL Layer&#xff0c;在MySQL数据库系统处理底层数据之前的所有工作都是在这一层完成的&#xff0c;包括权限判断&#xff0c;sql解析&#xff0c;执行计划优化&#xff0c;query cache的处理等等&…
阅读更多...
Vue之初识Vue CLI 脚手架

Vue之初识Vue CLI 脚手架

Vue CLI 是Vue 官方提供的一个全局命令工具 可以帮助我们快速创建一个开发Vue项目的标准化基础架子。【集成了webpack配置】 脚手架有什么好处&#xff1f; 1.开箱即用&#xff0c;零配置 2.内置 babel 等工具 3.标准化 使用步骤: 1.全局安装(一次):yarn globaladd vue/cli …
阅读更多...
私有化部署pdf工具箱

私有化部署pdf工具箱

功能简介 用于合并/拆分/旋转/移动PDF及其页面的完全交互式GUI。 将多个 PDF 合并到一个生成的文件中。 将 PDF 拆分为多个文件&#xff0c;并按指定的页码或将所有页面提取为单个文件。 将 PDF 页面重新组织为不同的顺序。 以 90 度为增量旋转 PDF。 删除页面。 多页布局…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023