QT学习记录（三）——C++学习基础（三）

一、引用

引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。思维发散:在C语言中，一个数据对应一个内存，通过由一个变量名来访问这个内存空间的数据，叫做直接访问，相对直接访问，有个间接访问的说法，叫做指针。而引用相当于又给这个内存中的数据提供了一个新的变量名，这个变量名功能比传统变量名更特殊，是直达地址的，后续代码验证！

1、与指针区别

引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：

• 不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
• 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
• 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。
• 官方没有明确说明，但是引用确实不是传统意义上的独立变量，它不能"变"嘛

试想变量名称是变量附属在内存位置中的标签，您可以把引用当成是变量附属在内存位置中的第二个标签。因此，您可以通过原始变量名称或引用来访问变量的内容。例如：

int i = 17; int* p = &i; *p = 20;

可以为 i 声明引用变量，如下所示：

int& r = i;
double& s = d;

在这些声明中，& 读作引用。因此，第一个声明可以读作 "r 是一个初始化为 i 的整型引用"，第二个声明可以读作 "s 是一个初始化为 d 的 double 型引用"。下面的实例使用了 int 和 double 引用：

#include <iostream>
using namespace std;

int main ()
{
    // 声明简单的变量
    int i;
    double d;

    // 声明引用变量
    int& r = i;
    double& s = d;

    i = 5;
    cout << "Value of i : " << i << endl;
    cout << "Value of i reference : " << r << endl;

    d = 11.7;
    cout << "Value of d : " << d << endl;
    cout << "Value of d reference : " << s << endl;
    return 0;
}

2、把引用作为参数

已经讨论了如何使用指针来实现引用调用函数。下面的实例使用了引用来实现引用调用函数。

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int& x, int& y);

int main ()
{
    // 局部变量声明
    int a = 100;
    int b = 200;
    cout << "交换前，a 的值：" << a << endl;
    cout << "交换前，b 的值：" << b << endl;

    /* 调用函数来交换值 */
    swap(a, b);

    cout << "交换后，a 的值：" << a << endl;
    cout << "交换后，b 的值：" << b << endl;
    return 0;
}

// 函数定义
void swap(int& x, int& y)
{
    int temp;
    temp = x; /* 保存地址 x 的值 */
    x = y; /* 把 y 赋值给 x */
    y = temp; /* 把 x 赋值给 y */
    return;
}

3、把引用作为返回值

通过使用引用来替代指针，会使 C++ 程序更容易阅读和维护。C++ 函数可以返回一个引用，方式与返回一个指针类似。当函数返回一个引用时，则返回一个指向返回值的隐式指针。这样，函数就可以放在赋值语句的左边。例如，请看下面这个简单的程序：

#include <iostream>
using namespace std;

double vals[] = {10.1, 12.6, 33.1, 24.1, 50.0};

double& setValues(int i) {
    double& ref = vals[i];
    return ref; // 返回第 i 个元素的引用，ref 是一个引用变量，ref 引用 vals[i]
}

// 要调用上面定义函数的主函数
int main ()
{
    cout << "改变前的值" << endl;
    for ( int i = 0; i < 5; i++ )
    {
        cout << "vals[" << i << "] = ";
        cout << vals[i] << endl;
    }

    setValues(1) = 20.23; // 改变第 2 个元素
    setValues(3) = 70.8; // 改变第 4 个元素
    cout << "改变后的值" << endl;
    for ( int i = 0; i < 5; i++ )
    {
        cout << "vals[" << i << "] = ";
        cout << vals[i] << endl;
    }
    return 0;
}

当返回一个引用时，要注意被引用的对象不能超出作用域。所以返回一个对局部变量的引用是不合法的，但是，可以返回一个对静态变量的引用。

int& func() {
    int q;
    //! return q; // 在编译时发生错误
    static int x;
    return x; // 安全，x 在函数作用域外依然是有效的
}

二、重载

1、函数重载

在同一个作用域内，可以声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形式参数（指参数的个数、类型或者顺序）必须不同。您不能仅通过返回类型的不同来重载函数。下面的实例中，同名函数 print() 被用于输出不同的数据类型：

#include <iostream>
using namespace std;

class printData
{
    public:
        void print(int i) {
        cout << "整数为: " << i << endl;
        }
        void print(double f) {
        cout << "浮点数为: " << f << endl;
        }
        void print(char c[]) {
        cout << "字符串为: " << c << endl;
        }
};

int main(void)
{
    printData pd;
    // 输出整数
    pd.print(5);
    // 输出浮点数
    pd.print(500.263);
    // 输出字符串
    char c[] = "Hello C++";
    pd.print(c);

    return 0;
}

2、运算符重载

在C++中，运算符重载是一个允许程序员自定义各种运算符（如 + , - , == , != 等）在自定义类型（类或结构体）上的行为的特性。这意味着你可以定义类似于内置类型的运算符行为，使你的自定义类型更加直观和易于使用。

• 不可以创建新的运算符：只能重载已经存在的运算符。
• 至少有一个操作数是用户定义的类型：不能重载两个基本类型的运算符。
• 不能更改运算符的优先级：重载的运算符保持其原有的优先级和结合性。

示例1：假设我们有一个Person 类，我们可以重载 == 运算符来实现两个Person是否相等的判断。

#include <iostream>
using namespace std;

class Person
{
    public:
        string name;
        int inNumberTail;
        bool operator==(Person pTmp);
};

bool Person::operator==(Person pTmp){
    return pTmp.name == name && pTmp.inNumberTail == inNumberTail;
}

int main()
{
    //假设我们认定名字和身份证尾号6位一样的两个对象是同一个人！
    Person p1;
    p1.name = "张三";
    p1.inNumberTail = 412508;

    Person p2;
    p2.name = "张三";
    p2.inNumberTail = 412508;

    bool ret = p1 == p2;
    cout << ret << endl;

    return 0;
}

示例2：假设我们有一个简单的 Point 类，我们可以重载 + 运算符来实现两个点的加法。

class Point {
public:
    int x, y;
    // 重载 + 运算符
    Point operator+(const Point& other) const {
        return Point(x + other.x, y + other.y);
    }
};

int main() {
    Point p1;
    p1.x = 1;
    p1.y = 2;

    Point p2;
    p2.x = 2;
    p2.y = 3;

    Point p3 = p1 + p2; // 使用重载的 + 运算符
    std::cout << "p3.x: " << p3.x << ", p3.y: " << p3.y << std::endl; // 输出
    p3.x: 4, p3.y: 6
    return 0;
}

在这个例子中， operator+ 被重载为一个成员函数，接受一个 Point 类型的常量引用作为参数，并返回两个点相加的结果。这里的 const 表明这个 operator+ 函数不会修改调用它的 Point 对象。它只是读取对象的 x 和 y成员，并返回一个新的 Point 对象。这种做法在设计类的时候是很有用的，因为它可以确保某些函数不会意外地改变对象的状态，同时也使得这个函数可以在常量对象上被调用。

**一致性：**重载的运算符应与其原始意图和常见用法保持一致。例如， + 运算符通常应该实现加法，而不是其他意外的操作。

**复杂性：**过度使用运算符重载可能导致代码难以理解和维护。确保它们的使用直观且合理。

运算符重载是C++中提高代码可读性和表达力的强大工具，但需要谨慎使用，以保证代码的清晰性和维护性。