C++相关概念和易错语法(6)(运算符重载)

1.运算符重载注意事项:

(1)多个同一运算符重载可构成函数重载

(2)在成员函数中由于隐含了this指针,外部调用看上去前置++和后置++不会有任何区别,所以为了区分这个在后置++时强制引入参数int(硬性规定)用作区分,如operator(int),这个int除了区分以外没有任何用

(3)自定义类型调用运算符重载最好用前置++,这样消耗更小

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(4)流插入、流提取的运算符重载

这两个运算符重载非常关键,涉及到对iostream更深的理解,接下来我就分享一下

dcb01fa98bfd4bb9ba542bd1f9788ae6.png通过这张图我们可以知道,流插入和流提取是通过运算符重载构成的函数重载实现的。

由上面我们就可以知道为什么C++相比较C要多设计cin和cout了,其主要目的是为了适配自定义类型的输入输出,这在C语言中的printf和scanf实现起来非常困难,需要借助函数来实现。因此,在学习C++的过程中,我们要仔细思考为什么C++要设计一个类似的语法,C语言一定存在相对应的局限性。

以下是一个简单的日期类的实例:

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下面是刚刚代码疑问的解答:

a.为什么不用成员函数来重载?

我们需要知道运算符重载中,参数的顺序和操作的顺序是一致的。使用成员函数会导致书写的代码逻辑和常见的内置类型完全相反,而且并不好处理连续赋值、输出的操作。所以必须使用全局的操作符重载来处理。

48b706ac0eaa455ba220fd3d35cc5003.png

b.友元函数并不是声明处的类的成员函数,也没有标志性的this指针。它的存在只是标识为可以访问该类的所有成员,与其他函数无本质区别。但是我们要注意,友元函数要谨慎使用,如果什么情况都使用友元函数的话,private就没有存在的意义了,破坏了类的封装特性

2.声明和定义分离的意义

如果所有的函数都在.h定义,有两个或以上源文件包含这个头文件的时候,这份定义会分别出现在两个源文件里,在最后的链接阶段会报错。

注意不是预处理、编译阶段:预处理只是展开所有的头文件,并不会进行检查。编译的时候也不会报语法错误。

如果一定要在.h中定义,可以加static修饰全局函数,修改链接属性,让它只在当前文件可见。你也可以使用内联函数,它们的功能相似。

3.cin和cout同步

默认情况下,cin和cout在效率上其实没有printf和scanf高,原因在于流与内存之间有缓冲区,我们输入输出的内容先存储到缓冲区中,缓冲区的占用达到一定大小时就会刷新。当printf、scanf和cout、cin混用的时候,由于printf、scanf是C语言中的库函数和cout、cin是C++中I/O流的全局对象,它们的缓冲区不共用,可能导致流中的信息和代码逻辑不相同

于是为了避免这种情况,C++的cin和cout做出了特殊处理,导致它的效率下降。在我们使用C++时,其实很难出现像上面这种情况,C++的处理解决的是某些极端情况,大部分情况下,我们可以选择通过设置来关闭这种同步。这会让cin和cout输入输出时效率更高。


	std::ios::sync_with_stdio(false);
	std::cin.tie(0);

4.对象调用成员函数时权限的放大

成员函数的隐藏的this指针相当于Date* const this,但有的时候实例化的对象本身也是具有常属性的,需要const Date* const this,因此这个时候只有在成员函数最后面强制加上一个const用来修饰函数的this指针。

这也启发我们在平时写代码的规范,我们要清楚要实现的函数究竟会不会修改对象内部存储的值,如果没有,最好都在函数后面加上一个const,这样相当于缩小权限,兼容性更好。

5.取地址的运算符重载

一般来说,取地址运算符重载不需要自己实现,只有在有的时候需要保护我们的对象不被访问时才会使用。


#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{		
public:
	Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

	Date* operator&()
	{
		cout << "禁止访问!" << endl;
		return nullptr;
	}

	const Date* operator&() const
	{
		cout << "禁止访问!" << endl;
		return nullptr;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};


int main()
{
	const Date d(2024, 4, 20);
	const Date* pd = &d;

	return 0;
}

6.六大默认成员函数

构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值重载、针对一般的和const的对象取地址重载

注意运算符重载不是默认成员函数,不会自动生成,要注意区别。

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