C++類(lèi)與對(duì)象深入之運(yùn)算符重載與const及初始化列表詳解
一：運(yùn)算符重載
C++為了增強(qiáng)代碼的可讀性引入了運(yùn)算符的重載，運(yùn)算符重載是具有特殊函數(shù)名的函數(shù)，也具有其返回值類(lèi)型以及參數(shù)列表，其返回值類(lèi)型與參數(shù)列表與普通函數(shù)類(lèi)似。
函數(shù)名字為：關(guān)鍵字operator后面接需要重載的運(yùn)算符符號(hào)
函數(shù)原型：返回值類(lèi)型 operator操作符（參數(shù)列表）
相等運(yùn)算符重載
對(duì)內(nèi)置類(lèi)型我們想要判斷兩個(gè)變量是否相等我們可以直接使用相等運(yùn)算符，但是如果是一個(gè)自定義類(lèi)型呢？那么這時(shí)候就需要重載運(yùn)算符了。
下面重載一個(gè)全局的 operator ==：
class Date
{
public:
// 默認(rèn)生成的析構(gòu)函數(shù)，內(nèi)置類(lèi)型成員不做處理，自定義類(lèi)型成員會(huì)去調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print(){
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
int GetYear(){
return _year;
}
int GetMonth(){
return _month;
}
int GetDay(){
return _day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
bool operator==( Date& d1, Date& d2)
{
return d1.GetYear() == d2.GetYear()
&& d1.GetMonth() == d2.GetMonth()
&& d1.GetDay() == d2.GetDay();
}
int main(){
Date d1(2022, 5, 16);
Date d2(2022, 5, 16);
if (operator==(d1, d2)){
cout << "==" << endl;
}
if (d1 == d2){ // 編譯器會(huì)處理成對(duì)應(yīng)重載運(yùn)算符調(diào)用 if (operator==(d1, d2)){
cout << "==" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}我們把運(yùn)算符重載成全局的時(shí)候，面對(duì)私有成員不可類(lèi)外訪問(wèn)，我們提供三個(gè)函數(shù)接口，當(dāng)然還有別的處理方式。我們可以上述“運(yùn)算符重載可以判斷兩個(gè)自定義日期類(lèi)是否相等
我們看到主函數(shù)中兩處調(diào)用重載運(yùn)算符，兩種寫(xiě)法都可以，第二種方法更簡(jiǎn)單，編譯器會(huì)自動(dòng)處理成第一種方式。
我們還可以重載成類(lèi)的成員函數(shù)，作為類(lèi)成員重載函數(shù)時(shí)，其形參看起來(lái)比操作數(shù)目少1個(gè)
class Date
{
public:
// 默認(rèn)生成的析構(gòu)函數(shù)，內(nèi)置類(lèi)型成員不做處理，自定義類(lèi)型成員會(huì)去調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print(){
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
bool operator==(const Date& d)
{
return _year == d._year
&& _month == d._month
&& _day == d._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2022, 5, 16);
Date d2(2022, 5, 16);
if (d1.operator==(d2)){
cout << "==" << endl;
}
if (d1 == d2){ // 編譯器會(huì)處理成對(duì)應(yīng)重載運(yùn)算符調(diào)用 if (d1.operator==(d2))
cout << "==" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}”“解釋?zhuān)褐剌d成成員函數(shù)的時(shí)候，成員函數(shù)里隱藏了this指針，形參列表其實(shí)是（Date * this, const Date & d2）,函數(shù)調(diào)用時(shí)左操作數(shù)是this指針指向的對(duì)象！
同樣地，我們看到主函數(shù)中兩處調(diào)用重載運(yùn)算符，兩種寫(xiě)法都可以，第二種方法更簡(jiǎn)單，編譯器會(huì)自動(dòng)處理成第一種方式。
賦值運(yùn)算符重載
C++編譯器至少給一個(gè)類(lèi)添加4個(gè)函數(shù)：
- 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)(無(wú)參，函數(shù)體為空)
- 默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)(無(wú)參，函數(shù)體為空)
- 默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)，對(duì)屬性進(jìn)行值拷貝
- 賦值運(yùn)算符 operator=, 對(duì)屬性進(jìn)行值拷貝
賦值運(yùn)算符主要有4點(diǎn)：
- 參數(shù)類(lèi)型
- 返回值
- 檢查是否自己給自己賦值
- 返回 *this
代碼示例：
class Date
{
public:
// 默認(rèn)生成的析構(gòu)函數(shù)，內(nèi)置類(lèi)型成員不做處理，自定義類(lèi)型成員會(huì)去調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print(){
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
// d2 = d1; -> d2.operator=(&d2, d1)
// d1 = d1
Date& operator=(const Date& d)
{
if (this != &d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2022, 5, 16);
Date d2;
Date d3(d1); // 拷貝構(gòu)造 -- 一個(gè)存在的對(duì)象去初始化另一個(gè)要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象
d2 = d1; // 賦值重載/復(fù)制拷貝 -- 兩個(gè)已經(jīng)存在對(duì)象之間賦值
d1 = d1;
system("pause");
return 0;
}”“解釋?zhuān)侯?lèi)對(duì)象d1給d2賦值，特別注意賦值重載函數(shù)的返回值，和檢查是否自己給自己賦值！
我們要區(qū)分拷貝構(gòu)造和賦值重載：拷貝構(gòu)造是一個(gè)存在的對(duì)象去初始化另一個(gè)要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象，而賦值重載是兩個(gè)已經(jīng)存在對(duì)象之間賦值。
如下列監(jiān)視列表我們可以看出，結(jié)果d1.d2，d3都是一樣的。
正如一開(kāi)始所說(shuō)的，如果一個(gè)類(lèi)中沒(méi)有顯示定義賦值運(yùn)算符重載，編譯器也會(huì)生成一個(gè)，完成對(duì)象的淺拷貝。既然是淺拷貝就有局限，如果類(lèi)中有屬性指向堆區(qū)，做賦值操作時(shí)也會(huì)出現(xiàn)深淺拷貝問(wèn)題。
小于運(yùn)算符重載
下面我們比較日期類(lèi)的大?。?/p>
代碼示例：
class Date
{
public:
// 默認(rèn)生成的析構(gòu)函數(shù)，內(nèi)置類(lèi)型成員不做處理，自定義類(lèi)型成員會(huì)去調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print(){
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
bool operator<(const Date& d){
if ((_year < d._year)
|| (_year == d._year && _month < d._month)
|| (_year == d._year && _month == d._month && d._day < d._day))
{
return true;
}
else{
return false;
}
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2022, 4, 16);
Date d2(2022, 5, 16);
if (d1 < d2){ // 編譯器會(huì)處理成對(duì)應(yīng)重載運(yùn)算符調(diào)用 if (d1.operator<(d2))
cout << "<" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
<
請(qǐng)按任意鍵繼續(xù). . .二：const成員
const修飾類(lèi)的成員函數(shù)
將const修飾的類(lèi)成員函數(shù)稱(chēng)之為const成員函數(shù)，const修飾類(lèi)成員函數(shù)，實(shí)際修飾該成員函數(shù)隱含的this指針，表明在該成員函數(shù)中不能對(duì)類(lèi)的任何成員進(jìn)行修改。
//this指針的本質(zhì)是一個(gè)指針常量，指針的指向不可修改
//如果想讓指針指向的值也不可以修改，需要聲明常函數(shù)
我們見(jiàn)下面一段代碼：
void Func(const Date& d)
{
d.Print(); // d.Print(&d); -> const Date*
//傳的是一個(gè)指針指向的內(nèi)容不可以改變的指針，
//而單純的this指針是指向不可以改變，所以權(quán)限放大了 必須在Print函數(shù)后加const，把this指針權(quán)限進(jìn)一步放小
cout << &d << endl;
}
void TestDate3()
{
Date d1(2022, 5, 18);
d1.Print(); // d1.Print(&d1); -> Date*
Func(d1);
cout << &d1 << endl;
}代碼解釋?zhuān)喝绻鸓rint不是常函數(shù)，那么在TestDate3()函數(shù)中調(diào)用Print函數(shù)不會(huì)報(bào)錯(cuò)，但是如果在Func函數(shù)中調(diào)用就會(huì)報(bào)錯(cuò)，這是因?yàn)樵赥estDate3()函數(shù)中調(diào)用Print函數(shù)傳過(guò)去d1的地址，用this指針接收，權(quán)限縮小。而在Func函數(shù)中，d指針指向的內(nèi)容不可以改變，而在形參this指向的內(nèi)容可以改變，所以權(quán)限放大。所以必須給Print函數(shù)加上const，以表示常函數(shù)。
????????????建議：
建議成員函數(shù)中不修改成員變量的成員函數(shù)，都可以加上const， 普通對(duì)象和const對(duì)象都可以調(diào)用。
三：cin、cout重載
我們都知道了cin、cout對(duì)于內(nèi)置類(lèi)型可以自動(dòng)識(shí)別其類(lèi)型進(jìn)行輸入輸出，這是因?yàn)樵趲?kù)函數(shù)中提供了對(duì)應(yīng)的重載！
下面我們直接看代碼：
class Date
{
public:
// 友元函數(shù)
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Date& d);
friend std::istream& operator>>(std::istream& out, Date& d);
//........
}首先我們定義成全局函數(shù)，必須在對(duì)應(yīng)的類(lèi)中聲明友元，這樣全局函數(shù)才可以訪問(wèn)類(lèi)中成員！
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Date& d)
{
out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
return out;
}
std::istream& operator>>(std::istream& in, Date& d)
{
in >> d._year >> d._month >> d._day;
return in;
}
四：初始化列表
C++提供了初始化列表語(yǔ)法，用來(lái)初始化屬性
構(gòu)造函數(shù)賦初值
在創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，編譯器通過(guò)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，給對(duì)象中各個(gè)成員變量一個(gè)合適的初值。
class Person {
public:
Person(int a, int b, int c) {
m_A = a;
m_B = b;
m_C = c;
}
private:
int m_A;
int m_B;
int m_C;
};
int main() {
Person p(1, 2, 3);
system("pause");
return 0;
}上述代碼我們通過(guò)構(gòu)造函數(shù)賦值的方法來(lái)“初始化”。
注意：上述代碼中調(diào)用構(gòu)造函數(shù)后，對(duì)象中已經(jīng)有了一個(gè)初始值，但是我們不能將之稱(chēng)為類(lèi)對(duì)象成員的初始化，只能稱(chēng)為賦值，因?yàn)槌跏蓟豢梢猿跏蓟淮?，而?gòu)造函數(shù)體內(nèi)可以賦值多次
初始化列表
class Person {
public:
//初始化列表方式初始化
Person(int a, int b, int c)
: m_A(a)
, m_B(b)
, m_C(c)
{}
private:
int m_A;
int m_B;
int m_C;
};
int main() {
Person p(1, 2, 3);
system("pause");
return 0;
}初始化列表：以一個(gè)冒號(hào)開(kāi)始，以逗號(hào)分隔，每部分由成員變量后面跟上一個(gè)放在括號(hào)里的初始值或者表達(dá)式。
注意：
每個(gè)成員變量在初始化列表中只能出現(xiàn)一次（即初始化只一次）。
類(lèi)中包含以下成員，就必須在初始化列表位置進(jìn)行初始化。
- 引用成員變量
- const成員變量
- 自定義類(lèi)型成員（該類(lèi)沒(méi)有對(duì)應(yīng)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)）
我們這里先這么理解一下：初始化列表可以認(rèn)為就是對(duì)象的成員變量定義的地方，對(duì)于上面的三種成員只能在定義初始化，而其他的內(nèi)置類(lèi)型變量，/可以在定義時(shí)初始化，也可以定義時(shí)不初始化，后面再賦值修改。
下面我們直接上代碼：
int value = 10;
class A
{
public:
A(int x)
:_x(x)
{}①
/*A(int x = 0)
:_x(x)
{}*/②
private:
int _x;
};
class Date
{
public:
Date(int year, int n, int a)
:_n(n)
, _ref(value)
,_aa(a)//①：當(dāng)自定義類(lèi)型沒(méi)提供默認(rèn)構(gòu)造時(shí)，就在想用我們提供的值去初始化的時(shí)候，就在這里顯式的去調(diào)用它的構(gòu)造函數(shù)
//如果有對(duì)應(yīng)的默認(rèn)構(gòu)造，就不用寫(xiě)這行。不在初始化列表初始化，自動(dòng)調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)初始化
{
_year = year;
//如果不在初始化列表初始化 ，但是我們還想去改變里面變量的值，只能這么玩
//A aa(a); 調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造 ②
//_aa = aa;//賦值 這里使用了默認(rèn)提供的賦值運(yùn)算符重載？ 這種方式麻煩 就用下面這種好
}
private:
int _year; // 聲明
const int _n;
int& _ref;
A _aa;
};
int main()
{
Date d1(2022, 5, 20); // 對(duì)象定義
system("pause");
return 0;
}代碼解釋?zhuān)荷鲜龃a中，_n、_ref、_aa都是要在初始化列表初始化的變量，見(jiàn)代碼注釋
??????:上面在初始化的時(shí)候都比較麻煩，因此我們建議盡量在初始化列表初始化，如下代碼：
int value = 10;
class A
{
public:
A(int x)
:_x(x)
{}
private:
int _x;
};
class Date
{
public:
Date(int year, int n, int a)
:_n(n)
, _ref(value)
, _year(year)
, _aa(a)//當(dāng)自定義類(lèi)型沒(méi)提供默認(rèn)構(gòu)造時(shí)，就在這里顯式的去調(diào)用它的構(gòu)造函數(shù)
{}
//總結(jié)：建議盡量在初始化列表初始化
private:
int _year; // 聲明
const int _n;
int& _ref;
A _aa;
};
int main()
{
Date d1(2022, 5, 20); // 對(duì)象定義
system("pause");
return 0;
}正如我們代碼注釋的地方所說(shuō)，當(dāng)自定義類(lèi)型沒(méi)提供默認(rèn)構(gòu)造時(shí)，我們又想用我們提供的值去初始化的時(shí)候，就需要我們?nèi)ナ謩?dòng)的調(diào)用它的構(gòu)造函數(shù)，，，，，，
初始化結(jié)果如下：
如果有對(duì)應(yīng)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，我們也可以不用寫(xiě)這行。這時(shí)候就不在初始化列表初始化，編譯器自動(dòng)調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)初始化，初始化為隨機(jī)值還是確定值要看是什么類(lèi)型的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
int value = 10;
class A
{
public:
A(int x = 10)//全缺省默認(rèn)構(gòu)造
:_x(x)
{}
private:
int _x;
};
class Date
{
public:
Date(int year, int n, int a)
:_n(n)
, _ref(value)
, _year(year)
//, _aa(a) 這時(shí)候我們?cè)贏類(lèi)中提供了全缺省的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，就可以不寫(xiě)這行代碼
{}
private:
int _year; // 聲明
const int _n;
int& _ref;
A _aa;
};
int main()
{
Date d1(2022, 5, 20); // 對(duì)象定義
system("pause");
return 0;
}如上述代碼，我們沒(méi)寫(xiě), _aa(a)這一行，但我們提供了默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，結(jié)果表明依然可以初始化。
??????????????????????????????????????????????????????????????????:
下面我們?cè)倏匆粋€(gè)例子：
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 0)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue
{
public:
MyQueue(int size = 100)
:_size(size)//如果這里什么都沒(méi)寫(xiě)，那么默認(rèn)初始化列表就表示_st1就調(diào)用_st1的默認(rèn)構(gòu)造，_st2同理，
//_size如果給了缺省值，就用缺省值初始化，沒(méi)給就是隨機(jī)值，
//如果顯式(int size = 1)、_size(size)寫(xiě)了 就用顯式的這個(gè)值初始化
{}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
size_t _size = 1000; // 缺省值 如果上面哪個(gè)地方給了缺省參數(shù)，這里的這個(gè)缺省值也沒(méi)用了
};
int main()
{
MyQueue mq;
return 0;
}代碼解釋?zhuān)涸贛yQueue類(lèi)中聲明_size的時(shí)候給了一個(gè)缺省值，然后在默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的地方也給了缺省形參，還在初始化列表中對(duì)_size進(jìn)行初始化。如下結(jié)果：
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 0)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue
{
public:
MyQueue(int size = 100)
//:_size(size)//如果這里什么都沒(méi)寫(xiě)，那么默認(rèn)初始化列表就表示_st1就調(diào)用_st1的默認(rèn)構(gòu)造，_st2同理，
//_size如果給了缺省值，就用缺省值初始化，沒(méi)給就是隨機(jī)值，
//如果顯式(int size = 1)、_size(size)寫(xiě)了 就用顯式的這個(gè)值初始化
{}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
size_t _size = 1000; // 缺省值 如果上面哪個(gè)地方給了缺省參數(shù)，這里的這個(gè)缺省值也沒(méi)用了
};
int main()
{
MyQueue mq;
return 0;
}如果上述_size沒(méi)有在初始化列表初始化，那么_size就被聲明時(shí)候給的缺省值初始化。如下結(jié)果：
我們?cè)倏慈未a，看看他們的不同之處：
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 0)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue
{
public:
MyQueue(int size = 100)
:_size(size)
{}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
size_t _size = 1000;
};
int main()
{
MyQueue mq(10);
return 0;
}class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 0)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue
{
public:
MyQueue(int size)
:_size(size)
{}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
size_t _size = 1000;
};
int main()
{
MyQueue mq(10);
return 0;
}class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 0)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue
{
public:
MyQueue(int size = 100)
{}
private:
Stack _st1;
Stack _st2;
size_t _size = 1000;
};
int main()
{
MyQueue mq(10);
return 0;
}explicit關(guān)鍵字
構(gòu)造函數(shù)不僅可以構(gòu)造和初始化對(duì)象，對(duì)于單個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，還具有類(lèi)型轉(zhuǎn)換的作用。
下面我們還是看一段代碼：
class Date
{
public:
/*explicit Date(int year)
:_year(year)
{
cout << "Date(int year)" << endl;
}*/
Date(int year)
:_year(year)
{
cout << "Date(int year)" << endl;
}
private:
int _year;
};
int main()
{
Date d2 = 2022; // 構(gòu)造 + 拷貝構(gòu)造 -》 優(yōu)化 合二為一
system("pause");
return 0;
}
代碼解釋?zhuān)寒?dāng)沒(méi)有在有參構(gòu)造前面加explicit的時(shí)候，程序不會(huì)報(bào)錯(cuò)，以Date d2 = 2022這種方式來(lái)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，其實(shí)是先調(diào)用有參構(gòu)造，在調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)完成！
??如果我們加上explicit關(guān)鍵字：
class Date
{
public:
explicit Date(int year)
:_year(year)
{
cout << "Date(int year)" << endl;
}
private:
int _year;
};
int main()
{
//Date d1(2022); // 構(gòu)造
Date d2 = 2022; // 構(gòu)造 + 拷貝構(gòu)造 -》 優(yōu)化 合二為一
//Date& d6 = 2022;//一開(kāi)始就說(shuō)了對(duì)常數(shù)取別名要加const
//const Date& d6 = 2022;//整型2022被不同類(lèi)型區(qū)別名時(shí)，前面就說(shuō)了，臨時(shí)變量具有常性，此時(shí)是引用的2022的臨時(shí)變量的別名
system("pause");
return 0;
}程序報(bào)錯(cuò)：
這是因?yàn)檫@其中發(fā)生了隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，當(dāng)加上explicit時(shí)，就阻止了這個(gè)轉(zhuǎn)換！
??再比如說(shuō)：
class Date
{
public:
explicit Date(int year)
:_year(year)
{
cout << "Date(int year)" << endl;
}
private:
int _year;
};
int main()
{
const Date& d6 = 2022;//整型2022被不同類(lèi)型區(qū)別名時(shí)，前面就說(shuō)了，臨時(shí)變量具有常性，此時(shí)是引用的2022的臨時(shí)變量的別名
system("pause");
return 0;
}我們引用類(lèi)型和引用實(shí)體不是同一個(gè)類(lèi)型的時(shí)候，我們需要加上const，這是在前文就說(shuō)過(guò)（前文查看），這其中發(fā)生隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換的時(shí)候產(chǎn)生了臨時(shí)變量，需要加上const，那么這個(gè)時(shí)候加上explicit就阻止了這個(gè)轉(zhuǎn)換，所以報(bào)錯(cuò)！
??總結(jié)：反正隱式轉(zhuǎn)換法中會(huì)有類(lèi)型的轉(zhuǎn)換，explicit可以阻止這種轉(zhuǎn)換！
到此這篇關(guān)于C++類(lèi)與對(duì)象深入之運(yùn)算符重載與const及初始化列表詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++類(lèi)與對(duì)象內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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