『C++成长记』运算符重载

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一、运算符重载

int main()
{
    int x = 1, y = 2;
    bool x > y;

    Date d1;
    Date d2(2023, 11, 20);
    bool d1 > d2;//不支持
    return 0；
}

     我们比较两个对象的大小，对于内置类型，可以直接使用运算符，内置类型都是简单类型，语言自己定义的，编译器直接转换成指令；对于自定义类型，编译器不知道它的行为，所以不支持直接使用运算符。那自定义类型该如何比较大小呢？我们以日期类为例。

📒1.1两个日期大小的比较

class Date
{
public:
    Date(int year, int month, int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
private:
    int _year;//年
    int _month;//月
    int _day;//日
};

int main()
{
	Date d1(2023, 5, 21);
	Date d2(2023, 11, 20);
	return 0;
}

定义了d1和d2两个对象，我们可以通过函数比较两个日期的大小，如下：

//以大于为例
bool Greater(const Date& x, const Date& y)
{
    if (x._year > y._year)
    {
        return true;
    }
    else if (x._year == y._year && x._month > y._month)
    {
        return true;
    }
    else if (x._year == y._year && x._month == y._month && x._day > y._day)
    {
        return true;
    }
    
    return false;
}

int main()
{
    Date d1(2023, 5, 21);
    Date d2(2023, 11, 20);
    cout << Greater(d1, d2) << endl;
    return 0;
}

但这里有一个问题，Greater函数是定义在类外的，日期类的成员变量是私有的，所以在类外是无法访问到的，想要实现比较的功能就要将成员变量设为public公有，这样代码是不安全的。

📒1.2运算符重载的引入

     有些人给函数命名时并不规范，例如：Compare1，Compare2等。我们不知道这个函数实现的是什么功能，只有看过代码才知道，这样十分麻烦。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：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)

//以大于为例
bool operator>(const Date& x, const Date& y)
{
    if (x._year > y._year)
    {
        return true;
    }
    else if (x._year == y._year && x._month > y._month)
    {
        return true;
    }
    else if (x._year == y._year && x._month == y._month && x._day > y._day)
    {
        return true;
    }
    
    return false;
}

int main()
{
    Date d1(2023, 5, 21);
    Date d2(2023, 11, 20);
    cout << (d1 > d2) << endl;
    return 0;
}

注意：流插入的优先级高，我们要先比较大小，所以d1>d2要加括号。

📒1.3将运算符重载函数写成成员函数

     为了解决上面的私有成员变量在类外面无法访问的问题，可以把运算符重载函数写成类的成员函数或者友元，这样就能访问到私有的成员变量，但是友元一般不建议使用，因为友元会破坏封装。

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

    bool operator>(const Date& y)
    {
        if (year > y._year)
        {
            return true;
        }
        else if (year == y._year && month > y._month)
        {
            return true;
        }
        else if (year == y._year && month == y._month && day > y._day)
        {
            return true;
        }

        return false;
    }

private:
    int _year;//年
    int _month;//月
    int _day;//日
};

运算符重载有一个规定，运算符要与参数个数匹配， > 是双目操作符，但上面的代码为什么只传递了一个参数，这是因为成员函数中都有一个隐藏的this，所以形参就只需要一个。

int main()
{
    d1 > d2；
    d1.operator>(&d1, d2);//显示调用
    return 0;
}

d1 > d2会转化为 d1.operator>(&d1, d2)

运算符重载有意义就可以实现，没有意义就不要实现。例如：日期+日期就没有意义，但日期-日期就有意义。

📝注意：

• 不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@。
• 重载操作符必须有一个类类型参数。
• 用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的+，不能改变其含义。
• 作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this。
•  .* 、 :: 、 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。

二、赋值运算符重载

📝区分赋值运算符重载和拷贝构造 

Date d1(2020, 5, 21);
Date d2(2023, 6, 21);
d1 = d2;//需要调用赋值运算符重载
Date d3(d1);//调用拷贝构造

要区分赋值运算符重载和拷贝构造，前者是针对两个已存在的对象，将一个对象的值，赋值给另一个，而后者是用一个已存在的对象去初始化创建一个新对象。

赋值运算符重载格式：

• 参数类型：const T&（T是类型），传递引用可以提高传参效率
• 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
• 检测是否自己给自己赋值
• 返回*this ：要复合连续赋值的含义

Date& operator=(const Data& d)
{
    if (this != &d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
	}
    return *this;//出了作用域*this还在，所以可以用引用返回
}

📝赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数 

// 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;
}

原因：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。

📝编译器生成的默认赋值运算符重载做了什么

     用户没有显式实现时，编译器生成的默认赋值运算符重载，对内置类型的成员变量是以值的方式逐字节进行拷贝（浅拷贝），对自定义类型的成员变量，调用其对应类的赋值运算符重载。

🎁结语： 

     本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获，同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言，博主一定认真认真修改，以后写出更好的文章。你们的支持就是博主最大的动力。