C++学习笔记（十四）

一、运算符重载

运算符重载概念：对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型

1.1 加号运算符重载

作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

#include <iostream>

using namespace std;

class Person
{
public:
    // 1. 成员函数重载+号
    /*Person operator+(Person& p)
    {
        Person temp;
        temp.m_a = this->m_a + p.m_a;
        temp.m_b = this->m_b + p.m_b;
        return temp;
    }*/
    int m_a;
    int m_b;
};

 // 2. 全局函数重载+号
Person operator+(Person& p1, Person& p2)
{
    Person temp;
    temp.m_a = p1.m_a + p2.m_a;
    temp.m_b = p1.m_b + p2.m_b;
    return temp;
}

// 运算符重载也可以发生函数重载
Person operator+(Person& p1, int num)
{
    Person  temp;
    temp.m_a = p1.m_a + num;
    temp.m_b = p1.m_b + num;
    return temp;
}

void test()
{
    Person p1;
    p1.m_a = 10;
    p1.m_b = 20;

    Person p2;
    p2.m_a = 5;
    p2.m_b = 1;

    // 成员函数重载
    Person p3;
    // p3 = p1.operater+(p2);
    p3 = p1 + p2;
    cout << "p3.m_a = " << p3.m_a << endl;
    cout << "p3.m_b = " << p3.m_b << endl;

    // 全局函数重载
    Person p4;
    // p3 = operator+(p1,p2);
    p4 = p1 + p2;
    cout << "p4.m_a = " << p4.m_a << endl;
    cout << "p4.m_b = " << p4.m_b << endl;

    // 运算符重载也可以发生函数重载
    Person p5;
    p5 = p1 + 100;
    cout << "p5.m_a = " << p5.m_a << endl;
    cout << "p5.m_b = " << p5.m_b << endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    test();
    return 0;
}

总结1：对于内置的数据类型的表达式的运算符是不可能改变的

总结2：不要滥用运算符重载

1.2 左移运算符重载

作用：可以输出自定义数据类型

#include <iostream>

using namespace std;

class Person
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p);
    // 利用成员函数重载左移运算符 p.operator<<(p1) === p << p1
    // p.operator<<(cout) === p << cout
    // 综上所述一般不会利用成员函数重载<<运算符，因为无法实现cout在左侧
public:
    void setA(int a)
    {
        m_a = a;
    }
    void setB(int b)
    {
        m_b = b;
    }
private:
    int m_a;
    int m_b;
};

ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p)
{
    cout << "m_a = " << p.m_a << endl;
    cout << "m_b = " << p.m_b;
    return cout;
}

int main(int argc,char* argv[])
{
    Person p;
    p.setA(10);
    p.setB(13);
    cout << p << endl;
    return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

1.3 递增运算符重载

作用：通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

#include <iostream>

using namespace std;

class MyInteger
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint);
public:
    MyInteger()
    {
        m_num = 0;
    }

    // 重置前置++运算符 返回应用是为了一直对一个数据进行递增操作
    MyInteger& operator++()
    {
        // 先++
        m_num++;
        // 再返回
        return *this;
    }

    // 重置后置++运算符 int代表占位参数，可以用于区分前置和后置递增
    MyInteger operator++(int)
    {
        // 先返回数据，再递增
        // 如果先return返回后续递增不执行
        // 转变成先记录数据，再递增，最后返回记录的数据
        MyInteger temp = *this;
        m_num++;
        return temp;
    }

private:
    int m_num;
};

// 重载 << 运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint)
{
    cout << myint.m_num;
    return cout;
}

void test01()
{
    MyInteger myint;
    cout << ++(++myint) << endl;
    cout << myint << endl;
}

void test02()
{
    MyInteger myint;
    cout << (myint++)++ << endl;
    cout << myint << endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    test01();
    test02();
    return 0;
}

总结：前置递增返回的是引用，后置递增返回的是值

1.4 赋值运算符重载

C++编译器至少给一个类添加4个函数

1. 默认构造函数（无参，函数体为空）

2. 默认析构函数（无参，函数体为空）

3. 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

4. 赋值运算符 operator=，对属性进行值拷贝

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

#include <iostream>

using namespace std;

class Person
{
public:
    Person(int age)
    {
        m_age = new int(age);
    }
    int* m_age;
    ~Person()
    {
        if (m_age != NULL)
        {
            delete m_age;
            m_age = NULL;
        }
    }
    // 利用深拷贝解决浅拷贝带来的问题
    Person& operator=(Person& p)
    {
        // 编译器提供的是浅拷贝
        // m_age = p.m_age;

        // 应该先判断是否有属性在堆区，如果有先释放干净，然后再深拷贝
        if (m_age != NULL)
        {
            delete m_age;
            m_age = NULL;
        }
        // 深拷贝
        m_age = new int(*p.m_age);

        return *this;
    }
};

void test01()
{
    Person p1(18);
    cout << "p1的年龄为:" << *p1.m_age << endl;
    Person p2(23);
    cout << "p2的年龄为:" << *p2.m_age << endl;
    Person p3(30);
    cout << "p2的年龄为:" << *p2.m_age << endl;
    // 浅拷贝会导致堆区内存重复释放
    // 赋值运算符重载
    p3 = p2 = p1;
    cout << "p2的年龄为:" << *p2.m_age << endl;
    cout << "p2的年龄为:" << *p2.m_age << endl;
    cout << "p2的年龄为:" << *p2.m_age << endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    test01();
    return 0;
}

1.5 关系运算符重载

作用：重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        m_Name = name;
        m_Age = age;
    }
    bool operator==(Person& p)
    {
        if (this->m_Age = p.m_Age && this->m_Name == p.m_Name)
        {
            return true;
        }
        return false;
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};

void test01()
{
    Person p1("张三", 18);
    Person p2("李四", 23);
    Person p3("李四", 23);
    if (p1 == p2)
    {
        cout << "p1等于p2" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1不等于p2" << endl;
    }
    if (p2 == p3)
    {
        cout << "p2等于p3" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p2不等于p3" << endl;
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    test01();
    return 0;
}

1.6 函数调用运算符重载

函数调用运算符 () 也可以重载

由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数

仿函数没有固定写法，非常灵活

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class MyPrint01
{
public:
    // 重载函数调用运算符
    void operator()(string text)
    {
        cout << text << endl;
    }
};

void MyPrint02(string text)
{
    cout << text << endl;
}

class MyAdd01
{
public:
    // 重载函数调用运算符
    double operator()(double a, double b)
    {
        return a + b;
    }
};

double MyAdd02(double a, double b)
{
    return a + b;
}

void test01()
{
    MyPrint01 MyPrint01;
    MyPrint01("hello world");
    MyPrint02("hello world");

    MyAdd01 myAdd01;
    double result01 = myAdd01(10, 20);
    double result02 = MyAdd02(10, 20);
    cout << "myAdd01仿函数计算的结果为:" << result01 << endl;
    cout << "MyAdd02函数计算的结果为:" << result02 << endl;

    // 匿名函数对象 类名＋()为匿名对象，后面的重载的运算符
    cout << "匿名函数对象的计算结果为:" << MyAdd01()(10, 20) << endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    test01();
    return 0;
}