從零開始搞定類與對象（中）

運算符重載

  • 1.當運算符被用于類類型的對象時，C++語言允許我們通過運算符重載的形式指定新的含義。C++規定類類型對象使用運算符時，必須轉換成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。
  • 2.?運算符重載是具有特殊名字的函數，他的名字是由operator和后面要定義的運算符共同構成。和其他函數一樣，它也具有其返回類型和參數列表以及函數體。
  • 3.?重載運算符函數的參數個數和該運算符作用的運算對象數量一樣多。一元運算符有一個參數，二元運算符有兩個參數，二元運算符的左側運算對象傳給第一個參數，右側運算對象傳給第二個參數。
  • 4.如果一個重載運算符函數是成員函數，則它的第一個運算對象默認傳給隱式的this指針，因此運算符重載作為成員函數時，參數比運算對象少一個。
  • 5.運算符重載以后，其優先級和結合性與對應的內置類型運算符保持一致。
  • 6.不能通過連接語法中沒有的符號來創建新的操作符：比如operator@。7.
  • 7. .*? ? ?::? sizeof? ??:? ? . 注意以上5個運算符不能重載。(選擇題里面常考，大家要記一下)
  • 8.重載操作符至少有一個類類型參數，不能通過運算符重載改變內置類型對象的含義，如：int operator+(int x, int y)
  • 9. 一個類需要重載哪些運算符，是看哪些運算符重載后有意義，比如Date類重載operator-就有意義，但是重載operator*就沒有意義。
  • 10.重載++運算符時，有前置++和后置++，運算符重載函數名都是operator++，無法很好的區分。C++規定，后置++重載時，增加一個int形參，跟前置++構成函數重載，方便區分。
  • 11.重載<<和>>時，需要重載為全局函數，因為重載為成員函數，this指針默認搶占了第一個形參位置，第一個形參位置是左側運算對象，調用時就變成了對象<<cout，不符合使用習慣和可讀性。重載為全局函數把ostream/istream放到第一個形參位置就可以了，第二個形參位置當類類型對象。

?如代碼，自定義類型進行使用“==”操作符會產生報錯：

由于自定義類型比較復雜，所以默認情況下自定義類型是無法進行運算的，但是呢，有的自定義類型進行相關運算卻是有意義的，比如我們經常遇到的日期類，兩個日期相減得到的就是兩個日期之間相隔的天數，日期加上天數就能得到另一個日期，學習運算符重載，我們可以讓自定義類型進行運算，這樣會更加方便。

話不多說，我們直接來看代碼吧：

先寫好日期類的代碼，這是我們這一小節經常需要使用的類：

//日期類
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
//默認構造函數Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;}
//在寫運算符重載的算法中，我們不可避免的會用到類中的成員變量，所以需要將成員變量改為公有的，但其實我們一般不推薦這么做，在以后我們學習了友元函數就有更好地解決辦法
//private:int _year;int _month;int _day;
};

現在，我們要對“==”運算符進行重載，也就是比較兩個日期是否相同，按照運算符重載的特點：

//重載運算符名字：由operator和后面要定義的運算符共同構成
//具有返回值，參數，函數體
bool operator==(Date x1 ,Date x2)
{//將自定義類型的比較轉化為成員變量中內置類型的比較return ((x1._year == x2._year) && (x1._month == x2._month) && (x1._day == x2._day));
}

寫完這個代碼后，再看是否還會有語法錯誤：

可以看到，當再次使用這個運算符時，就不會產生報錯了。

另外，我們可以想一下上面那個運算符重載的代碼還有啥可以改進的地方。我們在前面一節介紹過了，自定義類型的傳值傳參會調用拷貝構造，但是傳引用傳參就不會調用拷貝構造，所以在C++中，為了提高程序的性能，我們要習慣去使用引用傳參：

//引用傳參不需要調用拷貝構造
bool operator==(const Date& x1, const Date& x2)
{return ((x1._year == x2._year) && (x1._month == x2._month) && (x1._day == x2._day));
}

?那我們應當如何使用重載后的運算符呢？

方法一：函數調用的形式

bool ret= operator==( d1 , d2 );

方法二：就像內置類型一樣直接使用運算符，一般情況下我們推薦這種寫法

d1==d2;

現在我們就來運用一下這個運算符：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;}int _year;int _month;int _day;
};//引用傳參不需要調用拷貝構造
bool operator==(const Date& x1, const Date& x2)
{return ((x1._year == x2._year) && (x1._month == x2._month) && (x1._day == x2._day));
}
int main()
{Date d1(2025, 8, 3);Date d2(2025, 8, 8);if (d1 == d2){cout << "兩個日期相同" << endl;}else{cout << "兩個日期不同" << endl;}return 0;
}

另外，為了在運算符重載中能夠使用類里面的成員變量，我們將成員變量改為了公有的，但其實這種方式不太好，一種解決方法就是將運算符重載函數寫到類里面去，我們來試一下：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}bool operator==(const Date& x1, const Date& x2){return ((x1._year == x2._year) && (x1._month == x2._month) && (x1._day == x2._day));}void Print(){cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;};//引用傳參不需要調用拷貝構造int main()
{Date d1(2025, 8, 3);Date d2(2025, 8, 8);return 0;
}

但是編譯器會報錯：

為啥就只是把運算符重載函數改到類里面就報錯了呢？

這就是this指針在裝神弄鬼了。表面上我們把函數寫到類里面去是傳遞了兩個參數，其實第一個參數的位置還有一個隱含的this指針。所以其實你是傳遞了3個參數的，但“==”只能接受2個操作數，所以會報錯。

還需注意的是，在 C++ 中，當運算符重載函數作為成員函數定義在類內部時，this?指針指向的是運算符左側的操作數對象的地址。這是運算符重載的核心規則之一。(這也就是第4點的意思）

所以，我們在類里面規定運算符重載時，我們自己寫的參數個數應該比運算符實際能接受的操作數個數少一，比如，上面的代碼應該改成：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}
//編譯器會把它處理為：operator(Date*this,const Date& x2)bool operator==(const Date& x2){return ((_year == x2._year) && (_month == _month) && (_day == x2._day));}void Print(){cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;};//引用傳參不需要調用拷貝構造int main()
{Date d1(2025, 8, 3);Date d2(2025, 8, 8);d1 == d2;//等價于：d1.operator==(d2);if (d1 == d2){cout << "兩個日期相同" << endl;}else{cout << "兩個日期不同" << endl;}return 0;
}

?.*? ? ?::? sizeof? ??:? ? . 5個運算符不能重載，我們現在來簡單講一下.*運算符的用法（這個運算符的挺少用的，簡單看一下就好），見以下代碼和注釋：

//成員函數指針的創建與訪問：
#include<iostream>
using namespace std;
void func1()
{cout << "void func1()" << endl;
}
class A
{
public:void func2(){cout << "void func2()" << endl;}
};int main()
{//普通函數指針的創建：void (*pf1)() = func1;//利用函數指針來調用函數：(*pf1)();//類的成員函數指針的創建：void(A:: * pf2)() =& A::func2;//為啥類的成員函數指針要這樣寫：//在 C++ 中，類成員函數指針的聲明和賦值需要特殊語法，這是由成員函數的本質特性決定的//成員函數（非靜態）與普通函數不同，它隱含一個 this 指針參數（用于訪問對象實例的數據）// 因此，成員函數指針的語法需要體現：所屬類（A::）,調用時的對象綁定（通過 .* 或 ->* 運算符）//成員函數指針的調用
//想一下，利用成員函數的指針調用成員函數可以這么調用嘛：（*pf2)();//不可以的：因為成員函數中是有隱含的this指針的，this指針接收的是調用函數的對象的地址，所以在調用成員函數//時，還需要指定對象A aa;//利用成員函數指針調用函數：(aa.*pf2)();//這就是.*運算符的用途return 0;
}

再來講解一下特點8是啥意思：

重載操作符至少有一個類類型參數：意思是當你重載一個運算符（如?+,?==,?<<?等）時，至少有一個參數必須是自定義的類（class）或結構體（struct）類型，而不能全部是基本類型（如?int,?double,?char?等）。

這是因為：

  • C++ 不允許你修改基本類型（如?int,?float?等）的運算符行為，否則會導致代碼混亂。

  • 運算符重載的目的是為了讓自定義類型（如?Date,?String,?Vector?等）也能像內置類型一樣使用運算符。

?不能通過運算符重載改變內置類型對象的含義：意思是?你不能改變基本類型（如?int,?float,?char?等）的運算符的原始行為。

這是因為：

  • 如果允許修改基本類型的運算符行為，比如讓?1 + 1?返回?3，那代碼會變得極其混亂，無法維護。

  • C++ 只允許你為自定義類型（如?Date,?String）定義新的運算符行為，而不能篡改內置類型的運算規則。

?賦值運算符重載

賦值運算符重載是一個默認成員函數，用于完成兩個已經存在的對象直接的拷貝賦值，這里要注意跟拷貝構造區分，拷貝構造用于一個對象拷貝初始化給另一個要創建的對象。

賦值運算符重載的特點：

1.?賦值運算符重載是一個運算符重載，規定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，否則會傳值傳參會有拷貝
2.?有返回值，且建議寫成當前類類型引用，引用返回可以提高效率，有返回值目的是為了支持連續賦值場景。
3.?沒有顯式實現時，編譯器會自動生成一個默認賦值運算符重載，默認賦值運算符重載行為跟默認拷貝構造函數類似，對內置類型成員變量會完成值拷貝/淺拷貝(一個字節一個字節的拷貝)，對自定義類型成員變量會調用他的賦值重載函數。
4.?像Date這樣的類成員變量全是內置類型且沒有指向什么資源，編譯器自動生成的賦值運算符重載就可以完成需要的拷貝，所以不需要我們顯示實現賦值運算符重載。像Stack這樣的類，雖然也都是內置類型，但是_a指向了資源，編譯器自動生成的賦值運算符重載完成的值拷貝/淺拷貝不符合我們的需求，所以需要我們自己實現深拷貝(對指向的資源也進行拷貝)。像MyQueue這樣的類型內部主要是自定義類型Stack成員，編譯器自動生成的賦值運算符重載會調用Stack的賦值運算符重載，也不需要我們顯示實現MyQueue的賦值運算符重載。這里還有一個小技巧，如果一個類顯示實現了析構并釋放資源，那么他就需要顯示寫賦值運算符重載，否則就不需要。?

寫代碼來理解這些特點：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public://構造函數Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//拷貝構造：Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}//賦值運算符重載:如果是傳值傳參，在調用賦值運算符重載時還會調用拷貝構造//但這里是傳引用傳參，不會調用拷貝構造void operator=(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}void Print(){cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;};//引用傳參不需要調用拷貝構造int main()
{Date d1(2025, 8, 3);
//拷貝構造Date d2(d1);//賦值構造Date d3(2025, 7, 8);d3 = d1;d1.Print();d2.Print();d3.Print();return 0;
}

在調試過程中，確實調用了賦值運算符重載：?

?還需要區分一個點，如果在main函數中有這樣一行代碼：

Date d4 = d1；

請問這個代碼是會調用拷貝構造還是賦值運算符重載？

答案是賦值運算符重載，可以看到d4這個對象是在創建的時候同時讓對象d1對其進行初始化，這就是拷貝構造的另一種寫法，可能容易與拷貝構造混淆，這一點在上一節我們也是講到過的哦。

看到這里，就有一個注意的地方，我們上面寫的賦值運算符重載是有一點小小的錯誤的哦，特點2已經告訴我們了，賦值運算符重載是有返回類型的哦，這樣才能支持連續賦值。

那么我們可以想一下：如果有兩個日期類對象d1和d3，我們要執行d1=d3，那么賦值運算符重載的返回值是什么呢？返回的應當是d1中的內容，因為是要把d3賦值給d1

	//執行：d1=d3//等價于:  d1.operator(d3)//形參部分：operator=(const Date& d)//實際上，編譯器會將代碼轉化為：operator=(Date* this , const Date& d)//實參的傳參部分：d1.operator(&d1 , d3 )//函數體內部：//{//   this->	_year = d._year;//   this->	_month = d._month;//	  this->_day = d._day;//}//最后返回值返回的應該是d1這個對象，而在參數中，d1這個對象的地址實際上傳給了this，所以可以通過*this獲得d1
//最終代碼：Date& operator=(const Date& d){_year =d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;}
//為什么這里可以用引用返回
//原因一：因為*this并不是局部對象，*this得到的就是d1，他是在main函數中定義的，出了賦值運算符重載的作用域以后*this對應的空間并沒有被銷毀，所以這里可以傳引用返回
//原因二：如果這里是傳值返回，就要再調用拷貝構造函數，這樣比較麻煩

看到這里，其實代碼還可以再修改一下，想一下，假設有一種情況，有的小伙伴執行：d1=d1這種自己給自己賦值的代碼（雖然這種代碼無意義，但難免會有人真這么做），我們就可以把代碼改成這樣：

Date& operator=(const Date& d)
{
//當自己給自己復制時，this表示的是d1的地址，d是d1的別名，&d也就是&d1
//即this==&d1if(this!=&d){_year =d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;
}

日期類的實現

上面講了這么多，我們就一起來實踐一下，來完成日期類的實現吧！！！

//Date.h
#pragma once
#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;class Date
{
public://構造函數的聲明Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);//打印函數的聲明void Print();
//日期的相關比較函數bool operator<(const Date& d);bool operator<=(const Date& d);bool operator>(const Date& d);bool operator>=(const Date& d);bool operator==(const Date& d);bool operator!=(const Date& d);// d1 += 天數Date& operator+=(int day);Date operator+(int day);// d1 -= 天數Date& operator-=(int day);Date operator-(int day);// d1 - d2int operator-(const Date& d);// ++d1 -> d1.operator++()Date& operator++();// d1++ -> d1.operator++(0)// 為了區分，構成重載，給后置++，強行增加了一個int形參// 這里不需要寫形參名，因為接收值是多少不重要，也不需要用// 這個參數僅僅是為了跟前置++構成重載區分Date operator++(int);Date& operator--();Date operator--(int);//得到一月有多少天：int GetDayOfMonth(int year,int month){int arr[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };if (month == 2 && ((year % 400 == 0) || (year % 4 == 0 && year % 100 != 0))){arr[month]++;}return arr[month];}private:int _year;int _month;int _day;
};//Date.cpp
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Date.h"
//注意：全缺省類默認構造函數的缺省參數只在聲明中寫，不在定義中寫
Date::Date(int year, int month, int day)
{_year = year;_month = month;_day = day;
}void Date::Print()
{cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
}bool Date::operator==(const Date& d)
{return ((_year == d._year) && (_month == d._month) && (_day == d._day));
}bool Date::operator!=(const Date& d)
{return !(*this == d);
}
bool Date::operator>=(const Date& d)
{return !(*this < d);
}
bool Date::operator<=(const Date& d)
{return !(*this > d);
}
bool Date::operator< (const Date & d)
{return (_year < d._year) ||((_year == d._year) && (_month < d._month)) ||((_year == d._year) && (_month == d._month) && (_day < d._day));
}
bool Date::operator> (const Date& d)
{return (*this != d) && (!(*this < d));
}Date& Date::operator+=(int day)
{_day += day;while (_day > GetDayOfMonth(_year, _month)){_day -= GetDayOfMonth(_year, _month);_month++;if (_month == 13){_year++;_month = 1;}}return *this;
}
//不改變*this
Date Date::operator+(int day)
{Date d1 = *this;d1 += day;return d1;
}
//
//// d1 -= 天數
Date& Date:: operator-=(int day)
{if (_day > day){_day -= day;return *this;}while (_day <= day){_month--;if (_month == 0){_year--;_month = 12;}_day += GetDayOfMonth(_year, _month);if (_day > day){_day -= day;break;}}return *this;
}
Date Date::operator-(int day)
{//Date d(*this);Date d = *this;d -= day;return d;
}
////后置加加：有拷貝構造
Date Date::operator++(int)
{//Date d(*this);Date d = *this;(*this) += 1;return d;
}
//前置--
Date& Date:: operator--()
{*this -= 1;return *this;
}
Date Date::operator--(int)
{//Date d(*this);Date d = *this;(*this) -= 1;return d;
}
//前置++:沒有拷貝構造
Date& Date::operator++()
{*this += 1;return *this;
}
////
//// d1 - d2
int Date::operator-(const Date& d)
{//暴力搜索Date d1 = d;assert(*this > d);int count = 0;while (*this != d1){d1++;count++;}return count;
}// d1 += 100
//Date& Date::operator+=(int day)
//{
//	*this = *this + day;
//	return *this;
//}
//
//// d1 + 100
//Date Date::operator+(int day)
//{
//	Date tmp(*this);
//
//	tmp._day += day;
//	while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
//	{
//		tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
//		++tmp._month;
//		if (tmp._month == 13)
//		{
//			++tmp._year;
//			tmp._month = 1;
//		}
//	}
//這是+和+=的另外一套寫法，上面一種寫法是讓+去復用+=的邏輯，會經過2次復制拷貝
//這一種寫法是讓+=去復用+，會經過3次拷貝
//所以我們選用上一種方法：讓+去復用+=//test.cpp
#include"Date.h"
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{Date d1(2025, 1, 1);//Date d2(d1);//Date d3 = d2 + 100;//d3.Print();//d1 -= 100;//d1.Print();//Date d2 = d1 - 100;//d2.Print();/*++d1;*///d1.Print();//Date d2=d1++;//d1.Print();//d2.Print();//Date d2=d1--;//d1.Print();//d2.Print();//Date d2=--d1;//d1.Print();//d2.Print();Date d2(2024, 9, 27);Date d3 = d2 + 96;d3.Print();int gap = d1 - d2;cout << gap << endl;return 0;
}

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NetCDF（Network Common Data Form）格式，簡稱nc格式，是一種自描述、與平臺無關的二進制數據文件，特別適合多維數據的存儲和交換，廣泛應用于氣象、海洋、地球科學等領域。本文介紹Windows環境下IntelFortran安裝配置NetCDF的過程。 一、系統環境及準備工作 1. 系統 Wind…
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tcp/udp的socket特點

tcp/udp的socket特點

tcp &#xff1a; 綁定一個 socket 只是用來監聽&#xff0c;accept 對每個客戶端生成一個 socket 用來維護滑動窗口等。每個客戶端用一個 socket 用來維護滑動窗口等。 4 次揮手對應兩次 close 的 fin 和返回的 ack。 而三次揮手在 connect 里阻塞完成。 ?udp &#xff1a; 雙…
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Linux命令top

Linux命令top

top一、 命令二、 如何查看top輸出的結果一、 命令 top命令是Linux中的一個實時進程監控工具&#xff0c;類似于windows中的任務管理器。 基本命令 top二、 如何查看top輸出的結果 我們需要分析top輸出的結果 top輸出的結果分為上下兩部分&#xff0c;先看上半部分 第一行是…
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Perl 數據庫連接

Perl 數據庫連接

Perl 數據庫連接 概述 Perl是一種強大的編程語言&#xff0c;廣泛應用于文本處理、系統管理、網絡編程等領域。隨著數據庫技術的快速發展&#xff0c;Perl與數據庫的結合也日益緊密。本文將詳細介紹Perl數據庫連接的相關知識&#xff0c;包括常用的數據庫類型、連接方法以及一些…
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jenkins從入門到精通-P1—九五小龐

jenkins從入門到精通-P1—九五小龐

1. jenkins的兩個核心為CI持續集成 CD持續部署2.jenkins在企業工作中的流程3. 學習的內容包括
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第九節 Redis 事務、Redis 腳本

第九節 Redis 事務、Redis 腳本

Redis 事務可以一次執行多個命令&#xff0c; 并且帶有以下兩個重要的保證&#xff1a; 事務是一個單獨的隔離操作&#xff1a;事務中的所有命令都會序列化、按順序地執行。事務在執行的過程中&#xff0c;不會被其他客戶端發送來的命令請求所打斷。事務是一個原子操作&#x…
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托福閱讀37-2

托福閱讀37-2

托福閱讀37-2 1.reinforcement from reintroduction定位到倒數第二句&#xff0c;這里我沒看懂former和term&#xff0c;直接懵掉了&#xff0c;然后往后看。這句話其實省略了&#xff0c;補充完應該是The former is termed reintroduction and the latter is termed reinforce…
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docker-compose一鍵部署Springboot+Vue前后端分離項目

docker-compose一鍵部署Springboot+Vue前后端分離項目

1. 背景說明 后端使用JDK8&#xff0c;前端為普通Vue項目前端訪問后端接口&#xff0c;統一帶了前綴/api 2. 項目配置 2.1 后端 yml文件里配置統一訪問前綴/api2.2 前端 API路徑配置為相對路徑&#xff1a;說明&#xff1a;我這邊前后端應用都是部署在同一臺服務器上&#xff0…
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Unity_數據持久化_XML基礎

Unity_數據持久化_XML基礎

Unity數據持久化 三、XML數據持久化 3.1 XML基礎概念 3.1.1 什么是XML XML&#xff08;eXtensible Markup Language&#xff09;**是一種可擴展的標記語言&#xff0c;用于存儲和傳輸數據。它具有以下特點&#xff1a; 結構化&#xff1a;數據以層次結構組織可讀性&#xff1a;…
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