C++核心编程——4.5 运算符重载

箫遥面具2024-04-25 10:15

4.5.0 运算符重载概念

对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型

4.5.1 加号运算符重载

作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

cpp 复制代码 
class Person {
public:
	Person() {};
	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}
//1.成员函数实现 + 号运算符重载
	Person operator+(const Person& p) {
		Person temp;
		temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
		temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
		return temp;
	}


public:
	int m_A;
	int m_B;
};

//2.全局函数实现 + 号运算符重载（class+class） 
//Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
//	Person temp(0, 0);
//	temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
//	temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
//	return temp;
//}

//运算符重载 可以发生函数重载 （class+int)
Person operator+(const Person& p2, int val)  
{
	Person temp;
	temp.m_A = p2.m_A + val;
	temp.m_B = p2.m_B + val;
	return temp;
}

void test() {

	Person p1(10, 10);
	Person p2(10, 10);

	//成员函数方式
	Person p3 = p2 + p1;  //成员函数的本质调用 Person p3 = p2.operaor+(p1)
	cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;

    //全局函数方式
	Person p4 = p3 + p2; //全局函数的本质调用 Person p4 = operator+(p3,p2)
	cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl;
    
    //全局函数重载
    Person p5 = p4 + 10; //全局函数的本质调用 Person p4 = operator+(p4,10)
	cout << "mA:" << p5.m_A << " mB:" << p5.m_B << endl;

}

int main() {

	test();

	system("pause");

	return 0;
}

总结1：对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的（int/double等的改变不了）

总结2：不要滥用运算符重载

4.5.2 左移运算符重载

作用：可以输出自定义数据类型

cpp 复制代码 
class Person {
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);

public:

	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}
//成员函数：
	//成员函数 void operator<<(Person& p)
    //实现的是 p.operator<<(p)，需要两个对象，有一个对象再传入一个对象(错误的)
    
    //若成员函数为 void operator<<(cout) 简化版本为p << cout
    //实现不了   cout<< 不是我们想要的效果
    
    //总结:通常不会用成员函数重载左移运算符（无法实现cout在左侧）
	

private:
	int m_A;
	int m_B;       //通常写一个类的时候把成员属性设置为私有化，又要让全局函数访问，所以用友元
};

//全局函数实现左移重载
// void operator << (cout , p)   该行代码本质为operator << (cout , p) ，简化为cout<<p
//不知道什么返回类型统一先写void

//ostream(output stream：输出流对象）对象只能有一个，所以用引用的方式（不能创建新的）
ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p) {
	cout << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
	return cout;
}
//输出要继续用链式编程的方法，必须继续返回ostream，调用之后还返回cout才可以继续链式编程
void test() {

	Person p1(10, 20);

	cout << p1 << "链式编程" << endl; //链式编程
}

int main() {

	test();

	system("pause");

	return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

4.5.3 递增运算符重载

作用： 通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

cpp 复制代码 
class MyInteger {

	friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);

public:
	MyInteger() {
		m_Num = 0;
	}
	//前置++
	MyInteger& operator++() {    
//返回值也没有错，但是会返回新的值，在新的值上面进行操作，原来的值只会进行第一次操作
    //返回值：  cout<< ++(++myint) << endl;   输出结果为：2
    //         cout<< myint << endl;                   1（对新对象递增，原对象不变）
    //返回引用：cout<< ++(++myint) << endl;    输出结果为：2
    //         cout<< myint << endl;                   2
		//先++
		m_Num++;
		//再返回
		return *this;   //this指向自身，*this对自身解引用 （返回本身)
        //如果返回的是void，语法变成cout << void,仍然不知道返回的是什么，所以依然需要返回int
	}

	//后置++    
    //（后置递增返回值不返回引用，若后置返回引用，相当于返回的是一个局部的引用，而局部对象在当前函数执行之后就被释放了，如果再返回引用就是违法操作，所以后置递增一定返回的是值）
 MyInteger operator++(int) { //为了发生函数重载必须增加形参int（占位参数，用于区分前置和后置）
		//先返回
		MyInteger temp = *this; //记录当前本身的值，然后让本身的值加1，但是返回的是以前的值，达到先返回后++；
		m_Num++; 
		return temp;   //如果直接return写在前面，函数执行到return就会返回； 
	}

private:
	int m_Num;
};

//重载左移运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint) {
	cout << myint.m_Num;
	return cout;
}


//前置++ 先++ 再返回
void test01() {
	MyInteger myInt;
	cout << ++myInt << endl;
	cout << myInt << endl;
}

//后置++ 先返回 再++
void test02() {

	MyInteger myInt;
	cout << myInt++ << endl;    //后置递增先输出表达式，在++操作
	cout << myInt << endl;
}

int main() {

	test01();
	//test02();

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 前置递增返回引用，后置递增返回值

4.5.4 赋值运算符重载

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

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

cpp 复制代码 
class Person
{
public:

	Person(int age)
	{
		//将年龄数据开辟到堆区，用指针维护堆区的数据
        //关键字new返回的是一个地址
		m_Age = new int(age);
	}

	//重载赋值运算符   重载运算：p2 = p1，当p2去调用函数时需要传入一个p1，所以要传一个person类
	Person& operator=(Person &p)
	{
        //编译器提供的代码是浅拷贝
		//m_Age = p.m_Age;
        
        //深拷贝必须先判断p2本身上面是否有数据，有的话要先置空，再深拷贝
        //要把p1的数据都给p1，但是如果p2本身有数据，就会出错
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
		
		//提供深拷贝重新new一块空间
		m_Age = new int(*p.m_Age); //用自身的指针指向new的新的地址

		//返回自身
		return *this;  //this是指针，需要解引用才能返回本身
        //返回值如果是void只能进行一次赋值，如果是p3 = p2 = p1，语法上为p3 = void报错
	}


	~Person()
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
	}

	//年龄的指针
	int *m_Age;

};


void test01()
{
	Person p1(18);

	Person p2(20);

	Person p3(30);

	p3 = p2 = p1; //赋值操作

	cout << "p1的年龄为：" << *p1.m_Age << endl;   //p1.m_Age为指针，所以必须解引用

	cout << "p2的年龄为：" << *p2.m_Age << endl;

	cout << "p3的年龄为：" << *p3.m_Age << endl;
}

int main() {

	test01();

	//int a = 10;
	//int b = 20;
	//int c = 30;

	//c = b = a;
	//cout << "a = " << a << endl;
	//cout << "b = " << b << endl;
	//cout << "c = " << c << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

4.5.5 关系运算符重载

**作用：**重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作

cpp 复制代码 
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	};

	bool operator==(Person & p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}

	bool operator!=(Person & p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return false;
		}
		else
		{
			return true;
		}
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01()
{
	//int a = 0;
	//int b = 0;

	Person a("库里", 18);
	Person b("乔丹", 18);

	if (a == b)
	{
		cout << "a和b相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a和b不相等" << endl;
	}

	if (a != b)
	{
		cout << "a和b不相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a和b相等" << endl;
	}
}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

4.5.6 函数调用运算符重载

  • 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

cpp 复制代码 
class MyPrint
{
public:
	void operator()(string text)
	{
		cout << text << endl;
	}

};

void Print(string text)   //函数
{
		cout << text << endl;
}

void test01()
{
	//重载的（）操作符 也称为仿函数
	MyPrint myFunc;
	myFunc("hello world");  //重载的（）操作符：使用的方式非常像函数的调用
    Print("hello world");   //函数的调用
}

//仿函数实现非常灵活，实现加法
class MyAdd
{
public:
	int operator()(int v1, int v2)
	{
		return v1 + v2;
	}
};

void test02()
{
	MyAdd add;
	int ret = add(10, 10);
	cout << "ret = " << ret << endl;

	//匿名对象调用（可以不创建对象直接调用） 
    //用MyAdd()创建匿名对象，当前行执行完之后立马被释放
	cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}

int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}
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