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🚀?今天來學習C++類和對象的語法知識。注意：在本章節中，小編會以Date類舉例

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目錄

引入

運算符重載

賦值運算符重載

日期類實現

?日期計算

?日期判斷

流插入<<? 和? 流提取>>

const成員函數和取地址運算符重載

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引入

//C++中
Date d1(2024, 12, 24);
Date d2(2024, 12, 24);
d1 = d2;//C語言中
d1._year = d2._year;
d1._month = d2._month;
d1._day = d2_day;

在上面一段代碼中，我們想把類類型的d2賦值給d1，如果在C語言版本中是需要把一個一個內置類型拷貝過去，未免過于麻煩。有什么方法能直接讓類對象d2賦值給d1呢？在C++中提出了運算符重載的概念，可以為類類型的對象指定新的含義。

運算符重載

• C++規定類類型對象使用運算符時，必須調用對應運算符重載，若沒有對應的運算符重載，則會編譯報錯。
• 運算符重載是一個函數，具有其返回類型和參數列表以及函數體，由operator和運算符共同構成。

//在成員函數中
bool operator=(const Date* d)

• 幾元運算符對應有幾個運算對象數量。如，一元運算符有一個運算對象，二元運算符有兩個運算對象，且規定二元運算符左側運算對象傳給第一個參數，右側傳給第二個參數。（如果沒有類類型形參則會報錯，在全局函數中 int operator+(int x, int y) ）
• 重載<<和>>時，需要重載為全局函數(把ostream/istream放到第一個形參位置，第二個跟類類型對象)。? 因為重載為成員函數，this指針默認為第一個形參位置，是左側運算對象，調用時就變成了對象<<cout，用起來不習慣。

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

• 運算符重載不能連接語法中沒有的符號，如operator@。 同時注意?.*? ?::? ?sizeof? ??:? . 以上5個運算符不能重載。
• 一個類是否需要重載哪些運算符，是看重載后是否有意義，比如Date類重載operator-就有意義(可以算差值多少天)。
• 在C語言中有前置++和后置++，運算符重載函數名都是operator++，為了方便區分。C++規定，后置++重載時，增加?個int形參，跟前置++構成函數重載，方便區分。

	Date& operator++();//前置++Date operator++(int);//后置++

賦值運算符重載

如下一行代碼是否是賦值運算符重載呢？并不是，是拷貝構造。

注意：拷貝構造是把一個已存在的對象拷貝初始化零一個要創建的對象；

而賦值運算符重載是?于完成兩個已經存在的對象直接的拷貝賦值。

Date d1=d2//d1和d2都是類類型對象

1. 賦值運算符重載 (跟拷貝構造類似)是?個運算符重載，必須重載為成員函數。賦值運算重載的參數建議 寫成const 當前類類型引用 (減少拷貝)。

返回值時也建議攜程類類型引用(提高效率，支持返回值可提供連續賦值場景)。

	Date& operator=(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;}

2.沒有顯式實現時，編譯器會默認生成，對內置類型成員變量會淺拷貝(像Date類就可以不實現賦值賦值重載函數)，對自定義類型成員變量會調用賦值重載函數(如 Stack ，_a指向了資源，默認生成的賦值重載函數不符合需求，需要 自己實現深拷貝 也對指向的資源也進行拷貝)。

3.同樣，對于MyQueue這樣的類型內部主要是自定義Stack成員，編譯器默認生成賦值運算符重載會調用Stack的賦值運算符重載。

日期類實現

構造函數	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
獲取日期	int GetMonthDay(int year, int month) const
日期是否合法	bool checkDate() const
打印日期	void Print()

日期類構造函數不過多介紹。實現代碼如下代碼所示

//構造函數
Date::Date(int year, int month, int day)
{_year = year;_month = month;_day = day;if (!checkDate()){cout << "日期非法:<" << *this << endl;}
}

已知某年某月，如何知道是何日呢？ 由于該函數需要頻繁調用，故設在類里面，類里默認為inline。

	int GetMonthDay(int year, int month) const{static int MonthDayArray[13] = { -1,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0)){return 29;}return MonthDayArray[month];}

如果輸入的年月日?不符合實際上的年月日，需要一個函數檢查是否合法。

bool Date::checkDate() const
{//非法返回falseif (_month < 1 || _month>12 || _day > GetMonthDay(_year, _month) || _day < 1)return false;elsereturn true;
}

?日期計算

日期+天數	?? ?Date operator+(int day) const
日期+=天數	?Date& operator+=(int day)
日期-天數	?? ?Date& operator-=(int day)
日期-=天數	?? ?Date operator-(int day) const
日期-日期	?? ?int operator-(const Date& d) const
前置/后置++	?? ?Date& operator++()? ?前置++ ?? ?Date operator++(int)? 后置++
前置/后置--	?? ?Date& operator--()? ? ?前置-- ?? ?Date operator--(int)? ? 后置--

?

?那是第一種復用第二種，還是第二種復用第一種呢？我們來剖析下函數的具體行為是什么。

第一種采用的是傳值返回，為什么不傳引用返回呢？因為返回的是tmp，tmp是建立在這個棧空間的，函數結束后棧會被銷毀，因此要用傳值返回。而C++規定類傳值返回會調用拷貝構造，會有一定的消耗。

第二種采用的是傳引用返回，由于類類型d并不是在此棧空間的，傳引用返回能減少拷貝，提高效率。

可以發現下圖中第二種復用第一種會有5次消耗，而第一種復用第二種只存在2次消耗。

?

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同樣日期-天數和日期-=天數也可以采用復用的邏輯。但其中還有借月的邏輯，需要細細來剖析。?

Date& Date::operator-=(int day)
{if (day < 0){*this += (-day);}_day -= day;while (_day <= 0){--_month;if (_month == 0){--_year;_month = 12;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;
}//優化
Date Date::operator-(int day) const
{Date tmp(*this);tmp -= day;return tmp;
}

由于實現了日期加減天數的函數，前置和后置的加減都可以采用復用的邏輯。?(這里就不過多贅述)

//++d
Date& Date::operator++()
{//復用*this += 1;return *this;
}//d++
Date Date::operator++(int)
{Date tmp(*this);*this += 1;return tmp;
}//--d
Date& Date::operator--()
{*this -= 1;return *this;
}//d--
Date Date::operator--(int)
{Date tmp(*this);*this -= 1;return tmp;
}

接下來我們來看看日期-日期的實現方法。

當然，也可以通過一個變量來記錄2024年4月5日到2025年3月7日的天數，同樣采用復用的邏輯。

int Date::operator-(const Date& d) const
{int flag = 1;Date max = *this;Date min = d;if (*this < d){max = d;min = *this;flag = -1;}int count = 0;while (min != max){++min;++count;}return flag * count;
}

?日期判斷

日期比較

d1>d2	bool operator>(const Date& d) const
d1>=d2	bool operator>=(const Date& d) const
d1<d2	bool operator<(const Date& d) const
d1<=d2	bool operator<=(const Date& d) const
d1==d2	bool operator==(const Date& d) const
d1!=d2	bool operator!=(const Date& d) const

bool Date::operator>(const Date& d) const
{if (_year > d._year){return true;}else if (_year == d._year && _month > d._month){return true;}else if (_year == d._year && _month == d._month){return _day > d._day;}return true;
}bool Date::operator==(const Date& d) const
{return _year == d._year&& _month == d._month&& _day == d._day;
}

在實現日期判斷的時候，通常只要實現兩個一個>和==的函數，其他判斷只要復用這兩個函數就可以實現。如要實現d1>=d2,則只要滿足d1>d2或d1==d2;實現d1<d2，則滿足！(d1>=d2)。

流插入<<? 和? 流提取>>

流插入<<	ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
流提取>>	istream& operator>>(istream& in, Date& d)

?前面我們說過需要把? 流插入<<? 和? 流提取>> 設置為全局變量，否則不符合我們的使用習慣。

需要注意的是，流插入時類類型d是可以+const，并不改變里面的值，而流提取不可以。

如果我們輸入的年月日是存在非法的情況的，因此需要判斷。

//流插入
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}//流提取
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{//in >> d._year >> d._month >> d._day;while (1){in >> d._year >> d._month >> d._day;if (d.checkDate()){break;}else {cout << "輸入日期非法，請重新輸入:<" << endl;}}return in;
}

const成員函數和取地址運算符重載

?const修飾的成員函數稱之為const成員函數，放到成員函數參數列表的后面。

void Print() const;

const修飾的是成員函數隱含的this指針，表明在成員函數中不能對類的任何成員進行修改。

Date* const this 加const修飾 const Date* const this

取地址運算符重載分為普通取地址運算符重載和const取地址運算符重載，一般不需要去顯式實現，使用一些特殊情景。如不想讓別人取到當前類對象的地址，就可以自己實現，胡亂返回一個地址，調試的時候就會發現地址一直對不上。

	Date* operator&(){//return this;return (Date*)0x0123753f;}const Date* operator&() const{//return this;return nullptr;}

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