C++基础:Stanford CS106L学习笔记 12 运算符重载

目录

      • [12.1 运算符重载](#12.1 运算符重载)
      • [12.2 非成员重载](#12.2 非成员重载)
      • [12.3 友元(Freind)](#12.3 友元(Freind))
      • [12.4 实践方法](#12.4 实践方法)

运算符能让你传达一些关于类型的含义,而这是函数做不到的。

运算符是如何与类一起工作的呢?

  • 就像我们在类中声明函数一样,我们也可以声明运算符的功能。
  • 当我们将该运算符用于我们的新对象时,它会执行一个自定义的函数或操作。
  • 就像在函数重载中一样,如果我们给它取相同的名称,它会覆盖运算符的行为!

12.1 运算符重载

运算符重载是 C++ 允许用 "自定义方式" 重定义+、<、==等运算符的机制,让自定义类(如这里的StanfordID,推测是 "斯坦福 ID" 类)能像内置类型(如int)一样用运算符比较 / 计算。

哪些运算符不能被重载?

  • 作用域解析
  • 三元运算
  • 成员访问
  • 指向成员的指针访问
  • 对象大小、类型和强制转换

.h文件

cpp 复制代码
class StanfordID {
private:
    std::string name;
    std::string sunet;
    int idNumber;
public:
    // constructor for our StanfordID
    StanfordID(std::string name, std::string sunet, int idNumber);
    ... 
    bool operator < (const StanfordID& rhs) const;
}

.cpp文件

cpp 复制代码
#include StanfordID.h
std::string StanfordID::getIdNumber() {
    return idNumber;
}
bool StanfordID::operator<(const StanfirdID& other) const {
    return idNumber < other.getIdNumber();
}

12.2 非成员重载

重载有两种方式:

  1. 成员重载

    a. 在类的作用域内声明重载运算符

  2. 非成员重载

    a. 在类定义外部声明重载运算符

    b. 将左侧和右侧对象都定义为参数

非成员重载:

这实际上是 STL 所偏好的,并且更符合(C++ 的)习惯用法。

原因如下:

  1. 允许左侧为非类类型
  2. 允许我们对不属于自己的类重载运算符 我们可以定义一个运算符来比较 StanfordID 与你定义的其他自定义类。

12.3 友元(Freind)

非成员函数的缺点是:默认无法访问类的​私有(private)成员​(C++ 类的封装性规定,只有类内成员 / 友元能访问私有成员)。

而friend关键字的核心作用就是 "打破封装限制":

  • 如果在StanfordID类的内部,用friend bool operator<(const StanfordID&, const StanfordID&);声明这个非成员的<重载函数为 "友元";
  • 那么这个operator<函数就能直接访问StanfordID的私有成员(比如StanfordID可能用私有变量idNum存储 ID 号,重载函数需要比较lhs.idNum和rhs.idNum,没有friend就会编译报错)。

.h文件

cpp 复制代码
class StanfordID {
private:
    std::string name;
    std::string sunet;
    int idNumber;
public:
// constructor for our StudentID
StanfordID(std::string name, std::string sunet, int idNumber);
    .
    .
    . 
    // 声明友元函数
    friend bool operator < (const StanfordID& lhs, const StanfordID& rhs);
}

以下代码可以正常运行:

.cpp文件

cpp 复制代码
#include StanfordID.h
bool operator< (const StanfordID& lhs, const StanfordID& rhs)
{
    return lhs.idNumber < rhs.idNumber;
}

以下代码也可以正常运行,在这种情况下,不需要使用 "friend" 关键字,因为我们没有使用私有成员函数或变量。

cpp 复制代码
#include StanfordID.h
bool operator< (const StanfordID& lhs, const StanfordID& rhs)
{
    return lhs.getIdNumber() < rhs.getIdNumber();
}

12.4 实践方法

由于运算符旨在传达有关某种类型的含义,这种含义应当是显而易见的。

我们可以定义的运算符通常是算术运算符。其功能应当与其相应的运算在合理范围内保持相似。你不会希望将 operator + 定义为集合减法。如果含义不明确,那么或许可以为此定义一个函数。

这被称为​最小惊讶原则(PoLA​)。

有一些良好的实践方法,比如​相反规则​。例如,当你定义 "==" 运算符时,使用相反规则来定义 "!=" 运算符。

cpp 复制代码
bool StanfordID::operator==(const StanfordID& other) const {
    return (name == other.name) && (sunet == other.sunet) &&
    (idNumber == other.idNumber);
}
bool StanfordID::operator!=(const StanfordID& other) const {
    return !(*this == other);
}
相关推荐
滕州市燕猫虎计算机科技工作室个体工商户3 小时前
《Rust程序设计》学习笔记八:结构体
笔记·学习·rust·rust程序设计
别动我齐刘海4 小时前
Linux 系统调试学习1
linux·运维·服务器·c++·学习·机器学习·机器人
志尊宝5 小时前
Vue3 零基础每日笔记(082):文件上传实战——el-upload 校验、自定义上传、头像预览
前端·javascript·vue.js·笔记·#javascript·#vue.js
后季暖6 小时前
电商问数笔记(2)
笔记
xier_ran6 小时前
【infra之路】AI 编译器学习笔记(二):重拾 C++——移动语义与 LLVM 风格的类型转换
人工智能·笔记·学习
li星野8 小时前
5 TYPES OF ADVERBS — One-Page Notes
学习
星恒随风8 小时前
Linux库的底层原理:ELF文件格式、静态链接、程序加载、虚拟地址空间与GOT/PLT详解
linux·运维·笔记·学习·状态模式
罗西的思考8 小时前
[Agent Memory / 强化学习] MemPO源码学习笔记 — (7)— 混合机制
笔记·学习
jimy19 小时前
C++ 虚函数表:基类和派生类共用一张 vtable 吗?
开发语言·c++
爱吃提升9 小时前
Dev-C++ 5.11 C++断点调试完整教程
开发语言·c++