类和对象中阶3⃣️-默认成员函数（赋值运算符重载，取地址及 const取地址操作符重载等）

目录

5.赋值运算符重载

5.1 运算符重载

5.2 赋值运算符重载 

5.3 前置++和后置++重载 

5.4 重载流插入与流提取

流插入<<运算符重载

流提取运算符重载

 6.日期类实现

7.const成员

8.取地址 及 const取地址操作符 重载

5.赋值运算符重载

5.1 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：

  1. 不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@
  2. 重载操作符必须有一个类（的）类型参数
  3. 用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置类型+，不能改变其含义
  4. 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。

5. .* :: 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

 

6. 对于运算符重载，显示调用与转换调用语法实现效果是一样的

 

7.        当将函数重载成全局的时候，就无法访问类内私有成员，解决方案如下：

  1. 提供这些成员get和set（Java爱用）
  2. 友元
  3. 重载为成员函数（一般使用这种）
class Date
{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    int GetYear()
    {
        return _year;
    }

//    //实现d1 == d2 重载为成员函数
//    bool operator==(const Date& d){
//        return this->_year == d._year && this->_month == d._month &&
//        this->_day == d._day;
//    }

public:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

// 重载成全局，无法访问私有成员
// 1、提供这些成员get和set
// 2、友元  后面会讲
// 3、重载为成员函数(一般使用这种)

bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
    return d1._year == d2._year
        && d1._month == d2._month
        && d1._day == d2._day;
}

//d1-d2
//d1+d2 没有意义
//d1*d2 没有意义
//一个类要重载哪些运算符是看需求，看重载有没有价值和意义

int main()
{
    Date d3(2024, 4, 14);
    Date d4(2024, 4, 15);

    // 显式调用
    operator==(d3, d4);

    // 直接写，装换调用，编译会转换成operator==(d3, d4);
    d3 == d4;

    return 0;
}

5.2 赋值运算符重载 

  1. 赋值运算符重载格式

          a. 参数类型：const T&，传递引用可以提高传参效率
          b. 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
          c. 检测是否自己给自己赋值
          d. 返回*this：要复合连续赋值的含义

2.赋值运算符重载函数必须作为成员函数，不能作为全局函数。并且函数出了类域，将不在有this指针的特性，此时需要给两个参数 

原因：赋值运算符如果不显示实现，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.用户没有显示实现时，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

 

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必须要实现。比如下面这个例子 

 

5.3 前置++和后置++重载 

class Date{
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
    
public:
    Date(int year = 2024,int month = 4,int day = 17){
        _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++(){
        _day +=1;
        return *this;
    }
    
    //后置++
    //前置++和后置++都是一元运算符，为了让前置++和后置++能形成正确重载
    // 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
    
    Date operator++(int){
        Date tmp = (*this);
        _day += 1;
        return tmp;//注意：tmp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用
    }
    
};

int main(){
    Date d; //d: 2024 4 17
    Date d1(2000,1,1); //d1: 2000,1,1
    d = d1++;//d : 2000,1,1  d1: 2000,1,2
    d = ++d1;//d ; 2000,1,3  d1: 2000,1,3
    return 0;
}

5.4 重载流插入与流提取

在C++标准库中，cout和cin都是iostream中ostream 和istream 的对象，对于流插入<<运算符，之所以cout输出可以不用指定占位符编译器可以自动匹配的原因是ostream中<<的运算符重载，对于内置类型来说，有下面的函数重载

流插入<<运算符重载

我们来实现流插入重载

在上面代码中，虽然重载了<<，但是形参是ostream流的对象，而隐含的形参是this，而在运算符重载函数形参列表规则中，对于有两个操作数的运算符重载来说，这里第一个参数为左操作数（隐含的this），第二个参数为右操作数，所以上面代码应改为d<<cout;

为了能够实现和流插入一样的效果，我们就要进行修改，但this所在的形参是更改不了的，因此我们将<<重载放到全局中（全局中失去了this的特性），此时可以决定两个操作数的顺序。

由于我们将重载放在了全局中，那么全局无法访问类中私有成员，这里我们使用友元的方法，解除私有问题。

流提取运算符重载

class Date
{
friend ostream& operator<<(ostream &cout,Date& d);
    friend istream& operator>>(istream &cin ,Date& d);
private:
    int _day;
    int _month;
    int _year;
public:
    Date(int year = 2024, int month = 4, int day = 18)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    
    //运算符重载中，参数顺序和操作顺序是一致的
//    void operator<<(ostream &cout){
//        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day <<endl;
//    }
    
};

//使用返回值类型 可以进行连续插入
ostream& operator<<(ostream &cout,Date& d){
    cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day <<endl;
    return cout;
}
 
istream& operator>>(istream &cin ,Date& d){
    cin >> d._year >> d._month >> d._day;
    return cin;
}
int main()
{
    Date d(1999,8,1);
    Date d1;
    cin >> d >> d1;
    return 0;
}

 6.日期类实现

//
//  Date.hpp
//  类和对象2⃣️
//
//  Created by 南毅 on 2024/4/19.
//

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;

#include<assert.h>

class Date
{
    // 友元函数声明

public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
    void Print() const;

    // 直接定义类里面，他默认是inline
    // 频繁调用
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        assert(month > 0 && month < 13);
        
        static int monthDayArray[13] = { -1, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };

        // 365天 5h +
        if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
        {
            return 29;
        }
        else
        {
            return monthDayArray[month];
        }
    }

    bool CheckDate();

    bool operator<(const Date& d) const;
    bool operator<=(const Date& d) const;
    bool operator>(const Date& d) const;
    bool operator>=(const Date& d) const;
    bool operator==(const Date& d) const;
    bool operator!=(const Date& d) const;

    // d1 += 100
    Date& operator+=(int day);
    Date operator+(int day) const;

    // d1 -= 100
    Date& operator-=(int day);

    // d1 - 100;
    Date operator-(int day) const;

    // d1 - d2
    int operator-(const Date& d) const;

    // ++d1 -> d1.operator++()
    Date& operator++();

    // d1++ -> d1.operator++(1)
    // 为了区分，构成重载，给后置++，强行增加了一个int形参
    // 这里不需要写形参名，因为接收值是多少不重要，也不需要用
    // 这个参数仅仅是为了跟前置++构成重载区分
    Date operator++(int);
    // 15：55

    Date& operator--();
    Date operator--(int);


private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
 
//
//  Date.cpp
//  类和对象2⃣️
//
//  Created by 南毅 on 2024/4/19.
//

#include "Date.hpp"

Date::Date(int year, int month, int day){//缺省值在.h文件显示
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
    
    if(!CheckDate()){
        perror("日期非法\n");
    }
}


void Date::Print() const{

    cout<< _year << "-" << _month << "-" << _day <<endl;
}

bool Date::CheckDate(){
    if(_month > 12 || _month < 1 || _day > GetMonthDay(_year, _month)||_day<1){
        return false;
    }else{
        return true;
    }
}

//d1 < d2
bool Date::operator<(const Date& d) const{
    if(_year < d._year){
        return true;
    }else if (_year == d._year){
        if(_month < d._month){
            return true;
        }else if (_month == d._month){
            return _day < d._day;
        }
    }
    return false;
}

//d1 == d2
bool Date::operator==(const Date& d) const{
    return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;
}

//d1 <= d2
bool Date::operator<=(const Date& d) const{
    return (*this < d) || (*this == d);
}

//d1 > d2
bool Date::operator>(const Date& d) const{
    return !(*this <= d);
}


//d1 >= d2
bool Date::operator>=(const Date& d) const{
    return !(*this < d);
}

//d1 != d2
bool Date::operator!=(const Date& d) const{
    return !(*this == d);
}
//d1 += 50
Date& Date::operator+=(int day){
    _day += day;
    while(_day > GetMonthDay(_year, _month)){
        _day -= GetMonthDay(_year, _month);
        _month++;
        while (_month > 12) {
            _year += 1;
            _month =1 ;
        }
    }

    return *this;
}

Date Date::operator+(int day) const{
    Date tmp = *this;
    tmp += day;
    return tmp;
}

// d1 -= 50;
Date& Date::operator-=(int day){
    while (_day - day < 0) {
        _month--;
        while (_month < 1) {
            _year--;
            _month = 12;
        }
        _day += GetMonthDay(_year, _month);

    }
    _day -= day;
    return *this;
}

//d1 - 100
Date Date::operator-(int day) const
{
    Date tmp = *this;
     tmp -= day;
    return tmp;
}

//++d1
Date& Date::operator++()
{
    *this += 1;

    return *this;
}

// d1++
Date Date::operator++(int)
{
    Date tmp(*this);
    *this += 1;

    return tmp;
}

Date& Date::operator--()
{
    *this -= 1;
    return *this;
}

Date Date::operator--(int)
{
    Date tmp = *this;
    *this -= 1;

    return tmp;
}
// d1 - d2
int Date::operator-(const Date& d) const{
    Date max = *this;
    Date min = d;
    int flag = 1;
    int n = 0;
    if((*this) < d){
        max = d;
        min = *this;
        flag = -1;
    }
    
    while (max != min) {
        max--;
        n++;
    }
    return n * flag;
}

7.const成员

将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

8.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 A
{
public:
    // 我们不实现，编译器会自己实现，我们实现了编译器就不会自己实现了
    // 一般不需要我们自己实现
    // 除非不想让别人取到这个类型对象的真实地址
    A* operator&()
    {
        cout << "A* operator&()" << endl;

        return nullptr;
    }

    const A* operator&() const
    {
        cout << "const A* operator&() const" << endl;

        return (const A*)0xffffffff;
    }
private:
    int _a1 = 1;
    int _a2 = 2;
    int _a3 = 3;
};

int main()
{
    A aa1;
    const A aa2;

    cout << &aa1 << endl;
    cout << &aa2 << endl;

    return 0;
}

 

 

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