C++之運算符重載（下）

4.提高

1.運算符重載機制
編譯器實現運算符重載實際上就是通過函數重載實現的，可分為全局函數方式，也可分為成員函數方式進行重載，并沒有改變原操作符的屬性和語義。只是針對某個特定類定義一種新的數據類型操作。
2.重載賦值運算符


  • 賦值運算符重載用于對象數據的復制
  • operator= 必須重載為成員函數
  • 重載函數原型為：
    類型 & 類名 :: operator= ( const 類名 & ) ;

結論:
1 先釋放舊的內存
2 返回一個引用
3 =操作符 從右向左 
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <iostream>
using namespace std;//class  Name
{
public:Name(const char *myp){m_len = strlen(myp);m_p =(char *) malloc(m_len + 1); //strcpy(m_p, myp);}//Name obj2 = obj1;//解決方案: 手工的編寫拷貝構造函數 使用深copyName(const Name& obj1){m_len = obj1.m_len;m_p = (char *)malloc(m_len + 1);strcpy(m_p, obj1.m_p);}//obj3 = obj1;  // C++編譯器提供的 等號操作 也屬 淺拷貝//obj3.operator=(obj1)Name& operator=(Name &obj1){//先釋放舊的內存if (this->m_p != NULL){delete[] m_p;m_len = 0;}//2 根據obj1分配內存大小this->m_len = obj1.m_len;this->m_p = new char [m_len+1];//把obj1賦值strcpy(m_p, obj1.m_p);return *this;}~Name(){if (m_p != NULL){free(m_p);m_p = NULL;m_len = 0;}}
protected:
private:char *m_p ;int m_len; 
};//對象析構的時候 出現coredump
void objplaymain()
{Name obj1("abcdefg");Name obj2 = obj1;  //C++編譯器提供的 默認的copy構造函數  淺拷貝Name obj3("obj3");obj3 = obj1;  // C++編譯器提供的 等號操作 也屬 淺拷貝//obj3.operator=(obj1)//operato=(Name &obj1)obj1 = obj2 = obj3;//obj2.operator=(obj3);//obj1 = void;
}void main()
{objplaymain();cout<<"hello..."<<endl;system("pause");return ;
}

3.重載下標運算符

  • [ ]運算符用于訪問數據對象的元素
  • 重載格式 類型 類 :: operator[] ( 類型 ) ；
  • 只能用成員函數重載，不能用友元函數重載

示例：
設 x 是類 X 的一個對象，則表達式
x [ y ]
可被解釋為
x . operator [ ] ( y )
這里寫圖片描述
這里寫圖片描述

函數返回值當左值需要返回一個引用！

4.帶下標和相等操作符的數組類

  • 類的頭文件
#ifndef NEWARRAY_H
#define NEWARRAY_H
#include <iostream>
#include <stdlib.h>class NewArray
{
public:NewArray();NewArray(int _len);NewArray(const NewArray & obj);~NewArray();void setData(int index,int var);int getData(int index);int length();int& operator[](int i);NewArray& operator=(NewArray& obj);bool operator==(NewArray& obj);bool operator!=(NewArray& obj);private:int m_len;int *m_buf;
};#endif // NEWARRAY_H
  • 類的實現文件
#include "newarray.h"NewArray::NewArray()
{m_buf = NULL;m_len = -1;
}NewArray::NewArray(int _len)
{if(_len < 0)_len = 0;m_len = _len;m_buf = new int[m_len];}
NewArray::NewArray(const NewArray & obj)
{m_len = obj.m_len;m_buf = new int[m_len];for(int i = 0;i < m_len;i++){m_buf[i] = obj.m_buf[i];}
}
NewArray::~NewArray()
{if(m_buf != NULL){delete []m_buf;m_buf = NULL;m_len = -1;}
}void NewArray::setData(int index,int var)
{m_buf[index] = var;
}
int NewArray::getData(int index)
{return  m_buf[index];
}
int NewArray::length()
{return m_len;
}int& NewArray::operator[](int i)
{return m_buf[i];
}
NewArray& NewArray::operator=(NewArray& obj)
{if(m_buf != NULL){delete []m_buf;m_len = -1;m_buf = NULL;}m_len = obj.m_len;m_buf = new int[m_len];for(int i = 0;i < m_len;i++){m_buf[i] = obj.m_buf[i];}return *this;}
bool NewArray::operator==(NewArray& obj)
{if(m_len != obj.m_len){return false;}for(int i = 0;i < m_len;i++){if(m_buf[i] != obj.m_buf[i]){return false;}}return true;
}
bool NewArray::operator!=(NewArray& obj)
{return !((*this) == obj);
}
  • 測試文件
#include "newarray.h"
using namespace std;int main()
{NewArray  a1(10);for (int i=0; i<a1.length(); i++){//成員函數方式賦值a1.setData(i, i);//下標運算符重載賦值a1[i] = i;//函數返回值當左值，需要返回一個引用//a1.operator [i]}cout<<"\na1: ";for (int i=0; i<a1.length(); i++){//cout<<a1.getData(i)<<" ";//成員函數方式獲取元素//下標運算符方式獲取數組元素cout<<a1[i]<<"\t";}cout<<endl;//賦值運算符重載NewArray a2 = a1;cout<<"\na2: ";for (int i=0; i<a2.length(); i++){cout<<a2.getData(i)<<" ";}cout<<endl;//3NewArray a3(5);{a3 = a1;a3 = a2 = a1;cout<<"\na3: ";for (int i=0; i<a3.length(); i++){cout<<a3[i]<<" ";}}//功能4if (a3 == a1){printf("\nequal\n");}else{printf("\nnot equal\n");}//a3.operator==(a1);//bool operator==(Array &a1);if (a3 != a1){printf("\nnot equal\n");}else{printf("\nequal\n");}////a3.operator!=(a1)// bool operator!=(Array &a1);cout<<"hello..."<<endl;return 1;
}

5.重載函數調用運算符

  • () 運算符用于函數調用
  • 重載格式 
類型 類 :: operator() ( 表達式表 ) ；
  • 只能用成員函數重載，不能用友元函數重載

例1
設 x 是類 X 的一個對象，則表達式
x ( arg1, arg2, … )
可被解釋為
x . operator () (arg1, arg2, … )
案例：

  • 例2：用重載()運算符實現數學函數的抽象
#include <iostream>
class  F{ public :  double  operator ( )  ( double x ,  double  y ) ;} ;
double  F :: operator ( )  ( double  x ,  double  y ){ return   x * x + y * y ; }
void main ( )           
{ 
F  f  ;
f.getA();cout << f ( 5.2 , 2.5 ) << endl ;  // f . operator() (5.2, 2.5)
}
  • 例3 用重載()運算符實現 pk 成員函數
#include <iostream.h>
class  F{ public :  double  memFun ( double x ,  double  y ) ;} ;
double  F :: memFun ( double  x ,  double  y ){ return   x * x + y * y ; }
void main ( )           
{ 
F  f  ;cout << f.memFun ( 5.2 , 2.5 ) << endl ;
}

6.不建議重載的運算符

理論知識：
1）&&和||是C++中非常特殊的操作符
2）&&和||內置實現了短路規則
3）操作符重載是靠函數重載來完成的
4）操作數作為函數參數傳遞
5）C++的函數參數都會被求值，無法實現短路規則

#include <cstdlib>
#include <iostream>using namespace std;class Test
{int i;
public:Test(int i){this->i = i;}Test operator+ (const Test& obj){Test ret(0);cout<<"執行+號重載函數"<<endl;ret.i = i + obj.i;return ret;}bool operator&& (const Test& obj){cout<<"執行&&重載函數"<<endl;return i && obj.i;}
};// && 從左向右
void main()
{int a1 = 0;int a2 = 1;cout<<"注意：&&操作符的結合順序是從左向右"<<endl;if( a1 && (a1 + a2) ){cout<<"有一個是假，則不在執行下一個表達式的計算"<<endl;}Test t1 = 0;Test t2 = 1;//if( t1 && (t1 + t2)  )//t1  && t1.operator+(t2)// t1.operator&&(  t1.operator+(t2) )   //1 && || 重載他們 不會產生短路效果if(  (t1 + t2) && t1){//t1.operator+(t2) && t1;//(t1.operator+(t2)).operator&&(t1);cout<<"兩個函數都被執行了，而且是先執行了+"<<endl;}//2 && 運算符的結合性// 兩個邏輯與運算符  在一塊的時候, 采去談 運算符的結合性// 從左到右    (t1 + t2) && t1 ; 運算結果 && t2)//if(  (t1 + t2) && t1 && t2){//t1.operator+(t2) && t1;//(t1.operator+(t2)).operator&&(t1);cout<<"兩個函數都被執行了，而且是先執行了+"<<endl;}system("pause");return ;
}

5.字符串類的實現

  • 頭文件
#ifndef MYSTRING_H
#define MYSTRING_H
#include <iostream>
using namespace std;
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
class MyString
{
public:MyString();MyString(int _len);MyString(const char *_str);MyString(const MyString & obj);~MyString();MyString& operator =(const MyString & obj);MyString& operator =(const char * _str);bool operator ==(const MyString & obj);bool operator ==(const char * _str);bool operator !=(const MyString & obj);bool operator !=(const char * _str);bool operator >(const MyString & obj);bool operator >(const char * _str);bool operator <(const MyString & obj);bool operator <(const char * _str);char& operator [](int index);friend ostream& operator<<(ostream & out,MyString & obj);friend istream& operator>>(istream & in,MyString & obj);private:int m_len;char *m_str;
};#endif // MYSTRING_H
  • 實現文件
#include "mystring.h"MyString::MyString()
{m_len = 0;m_str = NULL;
}
MyString::MyString(int _len)
{if(_len < 0)_len = 0;m_len = _len;m_str = new char[m_len+1];memset(m_str,0,m_len);
}MyString::MyString(const char *_str)
{if(_str == NULL){m_len = 0;m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,"");}else{m_len = strlen(_str);m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,_str);}}
MyString::MyString(const MyString & obj)
{m_len = obj.m_len;m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,obj.m_str);
}
MyString::~MyString()
{if(m_str != NULL){delete []m_str;m_str = NULL;m_len = 0;}
}MyString& MyString::operator =(const MyString & obj)
{if(m_str != NULL){delete []m_str;m_str = NULL;m_len = 0;}m_len = obj.m_len;m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,obj.m_str);return *this;
}MyString& MyString::operator =(const char * _str)
{if(m_str != NULL){delete []m_str;m_str = NULL;m_len = 0;}if(_str == NULL){m_len = 0;m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,"");}else{m_len = strlen(_str);m_str = new char[m_len+1];strcpy(m_str,_str);}return *this;
}bool MyString::operator ==(const MyString & obj)
{if(m_len != obj.m_len){return false;}return !strcmp(m_str,obj.m_str);}bool MyString::operator ==(const char * _str)
{if(_str == NULL){if(m_len == 0){return true;}else{return false;}}else{if(m_len == strlen(_str)){return !strcmp(m_str,_str);}else{return false;}}}bool MyString::operator !=(const MyString & obj)
{return !((*this) == obj);
}bool MyString::operator !=(const char * _str)
{return !((*this) == _str);
}bool MyString::operator >(const MyString & obj)
{if(strcmp(m_str,obj.m_str) > 0){return true;}else{return false;}
}bool MyString::operator >(const char * _str)
{if(strcmp(m_str,_str) > 0){return true;}else{return false;}
}bool MyString::operator <(const MyString & obj)
{if(strcmp(m_str,obj.m_str) < 0){return true;}else{return false;}
}bool MyString::operator <(const char * _str)
{if(strcmp(m_str,_str) < 0){return true;}else{return false;}
}char& MyString::operator [](int index)
{return m_str[index];
}ostream& operator<<(ostream & out,MyString & obj)
{out<<obj.m_str;return out;
}istream& operator>>(istream & in,MyString & obj)
{in>>obj.m_str;return in;
}
  • 測試文件
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include "mystring.h"void main01()
{MyString s1;MyString s2("s2");MyString s2_2 = NULL;MyString s3 = s2;MyString s4 = "s4444444444";//測試運算符重載 和 重載[]//=s4 = s2;s4 = "s2222";s4[1] = '4';printf("%c", s4[1]);cout<<s4 <<endl;//ostream& operator<<(ostream &out, MyString &s)//char& operator[] (int index)//MyString& operator=(const char *p);//MyString& operator=(const MyString &s);cout<<"hello..."<<endl;system("pause");return ;
}void main02()
{MyString s1;MyString s2("s2");MyString s3 = s2;if (s2 == "aa"){printf("相等");}else{printf("不相等");}if (s3 == s2){printf("相等");}else{printf("不相等");}}
void main03()
{MyString s1;MyString s2("s2");MyString s3 = s2;s3 = "aaa";if (s3 < "bbbb" ){printf("s3 小于 bbbb");}else{printf("s3 大于 bbbb");}MyString s4 = "aaaaffff";//strcpy(s4.c_str(), "aa111"); //MFCcout<<s4<<endl;
}void main011()
{MyString s1(128);cout<<"\n請輸入字符串(回車結束)";cin>>s1;cout<<s1;system("pause");}int main()
{MyString s1(128);cout<<"\n請輸入字符串(回車結束)";cin>>s1;cout<<s1<<endl;system("pause");return 0;}

總結

  • 操作符重載是C++的強大特性之一
  • 操作符重載的本質是通過函數擴展操作符的語義
  • operator關鍵字是操作符重載的關鍵
  • friend關鍵字可以對函數或類開發訪問權限
  • 操作符重載遵循函數重載的規則
  • 操作符重載可以直接使用類的成員函數實現
  • =, [], ()和->操作符只能通過成員函數進行重載
  • ++操作符通過一個int參數進行前置與后置的重載
  • C++中不要重載&&和||操作符

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