类和对象【四】运算符重载

文章目录

• 运算符重载的概念
• 运算符重载（函数）
• • 返回值类型：任意类型
  • 函数名：operator已有操作符
  • 运算符重载（函数）的特点和注意点
  • 3个比较特殊的运算符重载
  • • 赋值运算符（=）重载
    • • 返回值类型和返回值
      • 参数
      • 函数体
      • ++运算符重载（- -运算符重载类似）
      • • 前置++
        • • 前置++的返回值：
          • 前置++的函数体
          • 后置++
          • • 后置++的返回值：
            • 参数表：
            • 后置++的函数体
            • <<运算符重载（>>运算符重载类似）
            • • <<运算符重载函数的返回值
              • <<运算符重载函数的参数表
              • <<运算符重载函数的函数体

                运算符重载的概念

                运算符重载，就是对已有的运算符重新进行定义，增加其另一种功能，以适应不同的数据类型

                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，也具有返回值类型，函数名以及参数列表

                其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。

                运算符重载（函数）

                通过 运算符重载（函数）即可让已有的运算符增加一种运算方式（规则）

                运算符重载函数的函数体中的代码，就是运算方式（规则）

                返回值就是运算算的结果

                【例：自定义的日期类，如果想计算某一个日期之后n天是什么日期，就可以重载已有的+运算符，让它增加一种日期+天数的运算方式（规则）】

                ---

                返回值类型：任意类型

                根据运算符重载（函数）的作用，自定义返回值类型和返回值

                ---

                函数名：operator已有操作符

                例

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                运算符重载（函数）的特点和注意点

                1. 运算符重载（函数）的参数的相对位置【左，右】，就是操作符的左操作数和右操作数

                2. 不能创建新的运算符，只能重载已有的运算符

                   例

                3. 运算符重载不会也不能改变原运算符的优先级和结合性

                   例：重载运算符+之后，+的优先级不变，还是在乘除之后。结合性也没变，还是左结合

                4. 运算符重载函数的参数表中至少有一个参数是自定义类型

                   因为运算符重载不允许修改原内置的运算符的运算规则，而如果参数都是内置类型就是在修改原内置的运算符的运算规则，而并非增加运算规则

                   例

                5. 运算符重载函数可以是全局函数，也可以是成员函数

                   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是隐藏的this

                6. :: sizeof 条件运算符?: 点运算符. .* 这5个运算符不能重载

                ---

                3个比较特殊的运算符重载

                赋值运算符（=）重载

                赋值运算符重载其实也是类的默认成员函数，它的作用就是给对象赋值

                也就是说如果程序员没有显式地实现赋值运算符重载，编译器也会自动生成一个默认的赋值运算符重载

                这个默认的赋值运算符重载函数只实现了浅拷贝

                ---

                返回值类型和返回值

                返回值类型是自定义类型（类）的引用，返回值为*this

                原因：

                1. 返回引用就不用调用拷贝构造，可以提高效率
                2. 可以链式编程

                   （即连续赋值 例：a=b=c，因为赋值运算符右结合，所以c先赋值给b，并返回b的引用，返回的b的引用再赋值，相当于a=b）

                ---

                参数

                显式的参数只有一个，一般为该类的对象的引用

                因为赋值运算符只能重载为成员函数，所以还有一个隐式的参数是每个成员函数都有的this指针

                ---

                函数体

                一般为两部分：

                1. 判断显式传入的那个参数是不是this指向的

                   如果是就是this指向的对象赋值给this指向的对象，也就是自己赋值给自己，没有必有，所以直接返回

                2. 执行拷贝

                   如果成员没有申请资源，就直接浅拷贝【此时不显式实现赋值运算符（=）重载，直接使用编译器给的默认的也可以】

                   如果有成员申请了资源，就必须显式地实现深拷贝

                例

                ---

                ++运算符重载（- -运算符重载类似）

                ++运算符既可以重载为成员函数，又能重载成全局函数

                ---

                前置++

                其实我们常念的口诀：前置++，先++后使用

                中的使用，使用的是前置++运算的结果，也就是返回值

                ---

                前置++的返回值：

                必须是++后的参数的引用

                原因：

                1. 保证一直对同一个对象进行运算，我们常常使用++之后的结果直接作为另一个操作符的操作数

                   例 (++a)+=3，++a返回了a的引用，才能把后面的+=3加等到a上

                   而直接返回对象的值，返回的是它拷贝构造后的一个东西，并非++之前的对象【地址不一样】

                2. 返回引用可以不用调用拷贝构造，可以提高效率

                ---

                前置++的函数体

                一般分为两部分

                1. 执行对象+=1的操作
                2. 返回对象的引用

                例

                ---

                后置++

                常念的口诀：后置++，先使用，后++

                中的使用，使用的是后置++运算的结果，也就是返回值

                ---

                后置++的返回值：

                返回值：传入的参数的临时拷贝

                原因：

                要先使用后++，所以后置++的返回值要是参数刚传入函数时的值，但是后置++函数也要完成++的操作所以需要一个临时的对象存储参数刚传入的值，最后再返回这个对象

                又因为是在函数中创建的对象，函数结束就销毁，所以不能返回它的引用

                ---

                参数表：

                重载为成员函数时：operator++(int)

                重载为全局函数时：operator++(要++的对象的引用，int)

                为什么要有int这个占位类型？

                因为后置++是前置++的重载，=如果参数表相同，就没法重载

                所以规定后置++运算符重载时

                用int占位参数区分它和前置++的重载函数

                ---

                后置++的函数体

                一般分为三部分

                1. 拷贝构造出返回的对象
                2. 执行++的操作
                3. 返回拷贝构造出的对象

                例

                ---

                <<运算符重载（>>运算符重载类似）

                <<运算符重载，主要实现把对象输出到屏幕/文件等，一般用cout指执行输出

                <<运算符只能重载成全局函数

                为什么呢？

                因为如果把<<运算符重载为成员函数，因为this是所有成员函数隐式的第一个参数

                那么cout就只能是第二个参数

                此时函数参数的相对位置是this在左，cout在右，而运算符重载函数的参数的相对位置，决定左右操作数是谁

                所以把<<运算符重载为成员函数时，this（对象）是左操作数，cout是右操作数

                也就是重载之后，我们要这样输出对象： a<

                不符合我们的习惯

                ---

                <<运算符重载函数的返回值

                返回值类型：ostream&【ostream是C++标准库中的输出流类，我们常用的cout就是它实例化的对象】

                返回值：ostream实例化的对象的引用

                原因：

                1. 返回ostream实例化的对象的引用可以达成链式编程【即 这样就可以：cout<了】
                2. 返回引用不需要调用拷贝构造，可以提高效率

                ---

                <<运算符重载函数的参数表

                operator<<（ostream& out, 要输出的对象的引用）

                ---

                <<运算符重载函数的函数体

                一般分为两部分

                1. 执行对象的数据输出
                2. 返回ostream实例化的对象的引用

                例