问题引入:


在C++中,如果一个类中什么成员都没有,简称空类。空类中什么都没有吗?并不是的,任何一个类在我们不写的情况下,都会自动生成下面6个默认成员函数。这6个默认成员函数包括:构造函数,析构函数,拷贝构造函数,赋值重载,以及两个取地址。

本篇我们重点来介绍赋值重载,我们在日期类中定义两个Date类型,如果我们要对这两个日期类进行日期的比较,日期的相减等等这些操作,我们该如何来完成呢?这就要用到本篇所提到的知识--运算符重载。


1.运算符重载


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,也具有其返回值类型,函数名字以及参数列表,其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。


函数名字为:关键字operator后面接需要重载的运算符符号


函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)


下来我们将写一个日期类的例子,一起来了解一下运算符重载吧。

class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};

int main()
{
Date d1(2022, 05, 16);
Date d2(2022, 05, 16);

if (d1 == d2)
{
cout << "==" << endl;
}

return 0;
}

[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_类与对象

我们如果想比较d1和d2进行比较,可以直接这样比较吗?

[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_C++_02[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_运算符重载_03

答案:是不行的。

原因:因为内置类型才能直接用各种运算符。而自定义类型不能直接用各种运算符。为了让自定义类型可以使用各种运算符,就给出了运算符重载的规则。

注意:这里的运算符重载和我们之前学习的函数重载是不一样的。函数重载是函数名相同参数不同,而运算符重载是我们自己重新定义,定义规则和意义。

因此C++提供了一个新的关键字operator,后面跟运算符,这里也叫运算符重载函数。

例如我们就要实现上述例子的d1和d2的比较,我们可以写一个==的运算符重载函数。


operator==(参数1,参数2)  


注意这里参数的个数是根据操作数的个数决定。例如:++只需要一个操作数,因此只需要一个参数;>  >=   <  <=  ==  !=  都需要两个操作数,因此需要两个参数。

那这里的返回值是什么呢?  

返回值:是运算符运算后的结果。这里我们比较的是d1和d2是否相等,因此这里的返回值应该是bool值。因此这个比较日期相等的运算符重载可以写成:


bool operator==(Date d1,Date d2) 

{


根据逻辑我们要比较d1和d2是否相等,我们就需要比较年,月,日分别相等。 因此我们可以写成


 bool operator==(Date d1, Date d2)
{
    return d1._year == d2._year
        && d1._month == d2._month
        && d1._day == d2._day;
}


这里是编译不通过的,因为这里的参数都是私有的,在类外是不能访问的。因此这里我们需要对这里进行修改。

[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_运算符重载_04[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_类与对象_05

修改的方法有下面几种:

1、将私有变成公有。 (这种方法显然不好)

2、提供函数接口。(在类中写public的一个函数拿到私有的元素,然后类外调用这个函数间接拿到私有元素。 ---   麻烦 不建议)

3、友元。(会破坏封装,我们后面会学习到)

4、将函数放在类里。(类里可以访问,大多推荐这个)

这里我们先使用第一种,因为函数放在类中会有一些小变化,下面会细讲。

这样我们这段代码变成了这样:

class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
bool operator==(Date d1, Date d2)
{
return d1._year == d2._year
&& d1._month == d2._month
&& d1._day == d2._day;
}

int main()
{
Date d1(2022, 05, 16);
Date d2(2022, 05, 16);

if (d1 == d2)//编译器会处理成对应重载运算符调用 if (operator==(d1, d2))
{
cout << "==" << endl;
}

return 0;
}

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这样我们发现编译成功了。 

现在我们来将其放在类中,这样我们就可以访问私有的元素。

但是当我们直接将其放入类中时,我们编译不通过了,这里报错说参数太多了,可是按照逻辑我们就是应该传d1,d2呀,这里的问题又是什么呢?

[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_类与对象_09[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_运算符重载_10

 原因:这里其实不是2个参数,是3个参数,因为成员函数会包含一个隐藏的this指针。因此我们放在类中,我们就要少写一个参数。我们就应该写成这样:

class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
bool operator==(Date d)
{
return _year == d._year
&& _month == d._month
&& _day == d._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};

int main()
{
Date d1(2022, 05, 16);
Date d2(2022, 05, 16);

if (d1 == d2)//编译器会处理成对应重载运算符调用 if (d1.operator(d2))
{
cout << "==" << endl;
}

return 0;
}

[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_运算符重载_11

此时我们进行编译:

[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_类与对象_12

成功了。实际上编译器在这里其实也会对this进行处理的。

[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_C++_13[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_C++_14

但是上述的都是传值传参,都会调用拷贝构造。因此我们使用引用传参,如果不改变我们最好加上const。因此正确的我们应该这样写。

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

[ C++ ] C++类与对象(中) 类中6个默认成员函数(2) -- 运算符重载_C++_15

 通过上述的例子,我们大致将运算符重载进行了了解,其中我们需要注意的是:


注意:


1、不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@。


2、重载操作符必须有一个类类型或者枚举类型的操作数。


3、用于内置类型的操作符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不 能改变其含义。


4、作为类成员的重载函数时,其形参看起来比操作数数目少1成员函数的操作符有一个默认的形参this,限定为第一个形参。


5、.* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现。




本篇我们实现了日期是否相等的比较,大家可以自己实现一下日期>  <  的运算符重载。以及日期+一个天数,日期-日期,日期-天数 的运算符重载(需要考虑显示情况,包含平闰年,大小月等)。我会和大家一起思考,下篇文章我尽量更出答案。大家也可以思考尝试写一写~~ 

(本篇完)