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,比如大于、等于。
函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)
就比如我们要比较两个对象的大小,或者计算它们之间的差值,就需要用到运算符重载。
更重要的一个原因是:当我们定义一个类的时候,如果要进行加加减减之类的运算,编译器不会知道如何进行这个运算,所以需要我们自己实现该类的运算符,就叫运算符重载。 比如日期类,编译器不会知道年份和年份之间怎么运算。
观察下列代码:
class Date
{
public:
//构造函数初始化
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//private:
//在全局定义运算符重载,暂时把私有成员变成公有
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的,那么问题来了,封装性如何保证?
// 这里其实可以用我们后面学习的友元解决,或者干脆重载成成员函数。
bool operator==(const Date& d3, const Date& d4)
{
return d3._year == d4._year
&& d3._month == d4._month
&& d3._day == d4._day;
}
int main()
{
Date d1(2018, 9, 26);
Date d2(2018, 9, 26);
cout << (d1 == d2) << endl;//输出1
return 0;
}
上述代码输出1。它是在比较两个对象d1,d2的大小,由于该运算符重载是定义在类外,所以私有成员要先变成公有成员才能访问。(所以运算符函数应该写成成员函数)
下面这条代码其实就是在调用运算符重载,编译器看到运算符重载后就去类里找是否有该成员函数,其次是全局。 (vs2019环境下默认先找类成员)
d1 == d2;
//会被编译器转化成operator==(d1,d2);
//或者写成
d1.operator==(d2)
也可以这样调用
operator==(d1,d2);
如果把运算符重载定义在类里面,直接调用它会报错,因为成员函数默认第一个参数是this指针,加起来就有三个形参,但是只有两个实参。
bool operator==(const Date& d3, const Date& d4)
//error:此运算符函数的参数过多
改为一个参数后,this指针接收d1,d作为d2的别名
bool operator==(const Date& d)
//被编译器处理成
bool operator==(Date* const this,const Date& d)
//就变成this和d的比较
int main()
{
Date d1(2018, 9, 26);
Date d2;
//已经存在的对象d1,用于初始化新对象d2
Date d2(d1);
//两个已经初始化的对象进行赋值拷贝
Date d3;
d1 = d3;
return 0;
}
返回值是取决于用户
返回值类型:T&,返回引用可以提高返回的效率,有返回值目的是为了支持连续赋值
为什么要有返回值?
如果下列是int类型采用int返回值:
int i,j,k;
i = j = k;
是先把k赋值给j,然后这个表达式的结果是j,再赋值给i,所以函数的返回值不能为void否则无法复制给i。
为什么要用引用返回?
class Date
{
public :
//构造函数
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//拷贝构造函数
Date (const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
//运算符函数
Date& operator=(const Date& d)//传引用返回
{
if(this != &d)//防止自己给自己赋值
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
return *this;
}
private:
int _year ;
int _month ;
int _day ;
}
int main()
{
Date d1(2000,1,1);
Date d2(d1);
Date d3;
d3 = d2 = d1;
return 0;
}
期间只会发生一次拷贝构造,就是用d1去初始化d2传参的时候。
然而改成传值返回的话:
//运算符函数
Date operator=(const Date& d)
期间就会有三次拷贝构造:第一次是d1去初始化d2,第二次是d1赋值给d2,第三次是d2赋值给d3。
所以说采用传引用返回就直接返回其别名,减少拷贝次数。
注:
赋值运算符如果不显式实现,编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现一个全局的赋值运算符重载,就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了,故赋值运算符重载只能是类的成员函数。
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 赋值运算符重载成全局函数,注意重载成全局函数时没有this指针了,需要给两个参数
Date& operator=(Date& left, const Date& right)
{
if (&left != &right)
{
left._year = right._year;
left._month = right._month;
left._day = right._day;
}
return left;
}
// 编译失败:
// error C2801: “operator =”必须是非静态成员