【C++】中类的6个默认成员函数 取地址及const成员函数 学习运算符重载 【实现一个日期类】

文章目录

    • 一、【C++】赋值运算符重载
      • 1.1 运算符重载【引入】
      • 1.2 运算符重载
      • 1.3 赋值运算符重载
      • 1.4 赋值
    • 二、日期类的实现
      • 2.1 判断小于
      • 2.2 判断等于
      • 2.3 判断小于等于
      • 2.4 判断大于
      • 2.5 判断大于等于
      • 2.6 判断不等于
      • 2.7 日期加等天数
      • 2.8 获取月份天数
      • 2.9 日期加天数
      • 2.9.1 日期减等天数
      • 2.9.2 日期减天数
    • 三、前置++ && 后置++
      • 3.1 日期减日期【返回天数】
      • 3.2 流插入
      • 3.3 流提取
      • 3.4 检查输入日期是否合法
    • 四、日期类的实现【源码】
    • 五、const修饰
      • 5.1 const成员函数
      • 5.2 小结一下：
      • 5.3 默认成员函数【取地址及const取地址操作符重载】

一、【C++】赋值运算符重载

1.1 运算符重载【引入】

  • 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)

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【不能去重载运算符改变内置类型的行为】

  • 用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，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个，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。这里的是.*，不是*，这写经常在笔试选择题中出现。

  • 我们写了一个日期类，有没有可能要比较比较呢？
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}//private: // 一会有解决方法int _year;int _month;int _day;
};
  • 我们写了一个比较相等的函数，如果是传值的话没有必要，我们形参直接写成&，而且也不需要修改，所以再加上const
bool DateEquel(const Date& x, Date& y)
{return x._year == y._year&& x._month == y._month&& x._day == y._day;
}
  • 下面再实现一个函数【比较小于】
bool DateLess(const Date& x, Date& y)
{if (x._year < y._year){return true;}else if(x._year == y._year){if (x._month < y._month){return true;}else if(x._month == y._month){if (x._day < y._day){return true;}}}return false;
}
  • 上面有一些不好的地方，取名字的问题，取得很乱就不知道这个函数是干什么的

下面我就要用一个新的符号

1.2 运算符重载

  • 这里的运算符重载 和函数重载的重载不是一个意思
  • 对运算符的行为重新定义

operator+运算符做函数名

  • 刚刚上面写的代码就可以写成下面这样
bool operator==(const Date& x, Date& y)
{return x._year == y._year&& x._month == y._month&& x._day == y._day;
} 
bool operator<(const Date& x, Date& y)
{if (x._year < y._year){return true;}else if(x._year == y._year){if (x._month < y._month){return true;}else if(x._month == y._month){if (x._day < y._day){return true;}}}return false;
}
  • 就可以这样使用了

在这里插入图片描述

  • 还可以这样做
  • 这里必须要加括号，因为流插入的优先级很高

在这里插入图片描述

  • 注意：参数不能反，左边的操作数对应的是左边

在这里插入图片描述

  • 我们再次回到上面，我们一开始是将内置类型放开的

在这里插入图片描述

  • 如果将他设置成私有，类外面就不能访问了

在这里插入图片描述

  • 我们这里有三种解决方法
  • 第一种就是在类里面搞一个Get函数，这样获取【Java就是这样做的】
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}int GetYear(){return _year;}private:	int _year;int _month;int _day;
};
  • 第二种方法就是将函数放到类里面
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}bool operator==(const Date& x, Date& y){return x._year == y._year&& x._month == y._month&& x._day == y._day;}bool operator<(const Date& x, Date& y){if (x._year < y._year){return true;}else if (x._year == y._year){if (x._month < y._month){return true;}else if (x._month == y._month){if (x._day < y._day){return true;}}}return false;}private:	int _year;int _month;int _day;
};
  • 然后我们又发现，函数的参数太多了，因为成员函数有一个隐含的this指针

在这里插入图片描述

  • 下面进行修改
class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}bool operator==(Date& y){return _year == y._year&& _month == y._month&& _day == y._day;}bool operator<(Date& y){if (_year < y._year){return true;}else if (_year == y._year){if (_month < y._month){return true;}else if (_month == y._month){if (_day < y._day){return true;}}}return false;}private:	int _year;int _month;int _day;
};
  • 我们使用就可以这样使用了

在这里插入图片描述

  • 我们通过查看反汇编再来了解一下

  • 首先看一下内置类型的比较，是通过指令集的支持

在这里插入图片描述

  • 再来看自定义类型
  • 可以看到两种写法的汇编代码是一样的，编译器会先转化，会一步到位的

在这里插入图片描述

1.3 赋值运算符重载

  • 我们接着写日期类，下面写一个赋值运算符
void operator=(const Date& d)
{_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;
}

在这里插入图片描述

  • 但是我们写的这个又遇到新的问题了，就是连续赋值是无法完成的

在这里插入图片描述

  • 其实连续赋值就是右操作的返回值，做操作的值再进行赋值
  • 返回类型用传引用返回，类型用引用，效率会提高Date&，返回的就是*this，不是this，这是个指针
Date& operator=(const Date& d)
{_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;
}
  • 但是有可能有人这样写代码：d1 = d1
d1 = d1
  • 这里我们就可以加上一个判断，两个相等的话直接返回即可

1.4 赋值

Date& operator=(const Date& d)
{if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;
}

  • 那么我们不写这个赋值，编译器不会不会自动生成一个呢？—>会的！

  • 因为这个是那6个默认成员函数之一

  • 内置类型会值拷贝，自定义类型会调用它的拷贝

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

总结：

  1. 赋值运算符重载格式
  • 参数类型：const T&，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
  1. 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。

在这里插入图片描述

二、日期类的实现

  • 前面实现了一些逻辑，接下来我们就实现剩下的
  • 所有代码在最后~~

2.1 判断小于

  • 在上面已经说明了，这里就直接写出来了
bool operator<(const Date& d)
{if (_year < d._year){return true;}else if (_year == d._year){if (_month < d._month){return true;}else if (_month == d._month){if (_day < d._day){return true;}}}return false;
}

2.2 判断等于

  • 直接判断相不相等
bool operator==(const Date& d)
{return _year == d._year&& _month == d._month&& _day == d._day;
}

2.3 判断小于等于

  • 上面实现了小于，下面我们来实现一下小于等于
  • 既然上面都写了小于和等于了，我们这里就可以直接复用
bool operator<=(const Date& d)
{return *this <= d || *this == d;
}

2.4 判断大于

  • 这里的大于不就是小于等于的取反
bool operator>(const Date& d)
{return !(*this <= d);
}

2.5 判断大于等于

  • 大于等于就是小于取反
bool operator>=(const Date& d)
{return !(*this < d);
}

2.6 判断不等于

  • 不等于就是等于的取反
bool operator!=(const Date& d)
{return !(*this == d);
}

2.7 日期加等天数

2.8 获取月份天数

  • 在实现日期加天数的时候我们需要再先实现一个获取月份天数
  • 因为这里的获取月份天数需要被频繁调用，我们这里使用inline，可以不写【在类内声明同时定义的成员函数自动转化为内联函数】
  • 我们还将数组使用static修饰，避免了频繁开辟
  • 然后再判断闰年的时候我们把判断月份放到了前面，首先判断月份是否为2，为真继续判断下面的，否则每次都要执行那么一长串的判断闰年
inline int GetMonthDay(int year,int month)
{assert(month < 13 && month > 0);// 放到静态区static int MonthDays[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };// 先判断月份if (month == 2 && (((year % 100 == 0) && (year % 4 == 0)) || (year % 400 != 0)))return 29;return MonthDays[month];
}
  • 然后继续来实现
  • 首先加上天数，然后判断当前月的天数和加上的天数
  • 然后进行减掉天数，月份+1，如果月份等于了13，年就+1，月份赋值为1
Date& operator+=(int day)
{// 这里就直接修改了_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){_day -= GetMonthDay(_year, _month);++_month;if (_month == 13){++_year;_month = 1;}}return *this;
}

2.9 日期加天数

  • 上面是实现了+=，+也就很好实现了，这里只需要另外开一块空间，修改别的空间就不会影响我这里的值
  • 这里不可以用引用返回，tmp是一个临时对象，必须用传值返回
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;}}return tmp;
}
  • 上面那个+和+=的代码相似，我们也可以复用一下
Date operator+(int day)
{Date tmp(*this);tmp += day;return tmp;
}
  • 上面的代码是+复用+=，那么我们也可以用+=复用+
Date& operator+=(int day)
{*this = *this + day;return *this;
}
  • 那么这两种写法哪一种比较好呢？

在这里插入图片描述

  • 这里左边的更好，右边的会复用+，而+里面会创建临时对象

在这里插入图片描述

2.9.1 日期减等天数

  • 经过上面的思考，我们先实现减等
Date& operator-=(int day)
{_day -= day;while (_day <= 0){--_month;if (_month == 0){--_year;_month = 12;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;
}

2.9.2 日期减天数

Date operator-(int day)
{Date tmp = *this;tmp -= day;return tmp;
}

三、前置++ && 后置++

  • 前置++很简单
Date& operator++()
{*this += 1;return *this;
}
  • 后置++要返回++后的值【这里要注意，后置++的操作符是有一个**(int)区分的**】
  • 后置++相比前置++的效率是低一些的
Date operator++(int)
{Date tmp = *this;*this += 1;return tmp;
}

3.1 日期减日期【返回天数】

int operator-(const Date& d)
{int flag = 1;Date max = *this;Date min = d;if (*this < d){int flag = -1;max = d;min = *this;}// 相差天数int n = 0;while (min != max){++min;++n;}return n * flag;
}

3.2 流插入

  • 对于内置类型可以流插入，那么内置类型也可以流插入

  • 对于流插入【cout】，对于库里面全局的ostream类型的对象 -->点我

在这里插入图片描述

  • 这里我们在使用的时候就反了，第一个被this占用了
void operator<<(ostream& out)
{out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}
  • 作为成员函数重载，this指针占据第一个参数，Date必须是在操作数

在这里插入图片描述

  • 所以我们就必须让ostream占据第一个位置

  • 想要占据第一个参数，就不能写成成员函数，就要写成全局函数

  • 当我们写成全局函数的时候，·不能访问类的私有了，这里也要后面的友元

void operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
}
  • 这里想要改成多个插入，我们返回值就要改一下
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}

在这里插入图片描述

3.3 流提取

  • 流提取是cin

在这里插入图片描述

  • 这里就不能使用const了
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{cout << "请依次输入年月日:>";in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}

在这里插入图片描述

3.4 检查输入日期是否合法

bool CheckInvalid()
{if (_year <= 0|| _month < 1|| _month > 12|| _day < 1|| _day > GetMonthDay(_year,_month)){return false;}else{return true;}
}
  • 这个时候把可以改检查的地方就检查一下

四、日期类的实现【源码】

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;class Date
{
public:// 构造函数Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;if (!CheckInvalid()){cout << "构造日期非法" << endl;}}// 判断等于bool operator==(const Date& d){return _year == d._year&& _month == d._month&& _day == d._day;}// 判断小于bool operator<(const Date& d){if (_year < d._year){return true;}else if (_year == d._year){if (_month < d._month){return true;}else if (_month == d._month){if (_day < d._day){return true;}}}return false;}// 判断小于等于bool operator<=(const Date& d){return *this <= d || *this == d;}// 判断大于bool operator>(const Date& d){return !(*this <= d);}// 判断大于等于bool operator>=(const Date& d){return !(*this < d);}// 判断不等于bool operator!=(const Date& d){return !(*this == d);}// 日期加等天数Date& operator+=(int day){_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){_day -= GetMonthDay(_year, _month);++_month;if (_month == 13){++_year;_month = 1;}}return *this;}Date operator+(int day){Date tmp(*this);//Date tmp = *this;tmp += day;return tmp;}// 日期加天数Date operator+(const Date& d){Date tmp(*this);tmp._day += d._day;while (d._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month)){tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);++tmp._month;if (tmp._month == 13){++tmp._year;tmp._month = 1;}}return tmp;}// 日期-=天数Date& operator-=(int day){_day -= day;while (_day <= 0){--_month;if (_month == 0){--_year;_month = 12;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;}// 日期减天数Date operator-(int day){Date tmp = *this;tmp -= day;return tmp;}// 前置++Date& operator++(){*this += 1;return *this;}// 后置++Date operator++(int){Date tmp = *this;*this += 1;return tmp;}// 日期-日期int operator-(const Date& d){int flag = 1;Date max = *this;Date min = d;if (*this < d){int flag = -1;max = d;min = *this;}int n = 0;while (min != max){++min;++n;}return n * flag;}// 获取月份天数[可以不写inline，类里默认就是]inline int GetMonthDay(int year, int month){assert(month < 13 && month > 0);// 放到静态区static int MonthDays[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };// 先判断月份if (month == 2 && (((year % 100 == 0) && (year % 4 == 0)) || (year % 400 != 0)))return 29;return MonthDays[month];}// 拷贝构造Date& operator=(const Date& d){if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;}friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);bool CheckInvalid(){if (_year <= 0|| _month < 1|| _month > 12|| _day < 1|| _day > GetMonthDay(_year,_month)){return false;}else{return true;}}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{while (1){cout << "请依次输入年月日:>";in >> d._year >> d._month >> d._day;if (!d.CheckInvalid()){cout << "输入非法日期，请重新输入" << endl;}else{break;}}return in;
}

五、const修饰

5.1 const成员函数

  • 将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数，const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

在这里插入图片描述

  • 我们看下面这段代码
class Date
{
public:Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << "Print()" << endl;cout << "year:" << _year << endl;cout << "month:" << _month << endl;cout << "day:" << _day << endl << endl;}void Print(){cout << "Print()const" << endl;cout << "year:" << _year << endl;cout << "month:" << _month << endl;cout << "day:" << _day << endl << endl;}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};
  • 这里会出现一个权限放大的问题

在这里插入图片描述

  • 那么在参数就需要改成const Date*

  • 为了解决这个问题，我们就要在函数后面的位置加上一个const

  • 修饰的是this指针指向的内容

在这里插入图片描述

  • 那么不是下面方法调用也是可以的，因为这个是权限的缩小

在这里插入图片描述

  • const对象可以调用，非const对象也可以调用
  • 那么全部函数都可以加上const吗？—>不可以！
  • 如果函数内部要被修改，那肯定是不能加的
  • 上面写的日期类的部分函数也可以加上~~

5.2 小结一下：

  • 成员函数如果是一个对成员变量只进行读访问的函数，建议加上const，这样const对象和非const对象都可以访问

  • 成员函数如果是一个对成员变量进行读写访问的函数，不可以加上const，否则不能修改成员变量

  1. const对象可以调用非const成员函数吗？ --> 不可以！【权限放大】
  2. 非const对象可以调用const成员函数吗？–> 可以！【权限缩小】
  3. const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？–> 不可以！【权限放大】
  4. 非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？–> 可以！【权限缩小】

5.3 默认成员函数【取地址及const取地址操作符重载】

  • 前面章节学习了4个默认成员函数了，剩下两个再看一下

在这里插入图片描述

  • 这两个默认成员函数一般不用重新定义 ，编译器默认会生成。
class Date
{
public:Date* operator&(){return this;}const Date* operator&()const{return this;}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};
  • 比如说不想让别人拿到我的地址，普通对象返回空，const对象返回假地址
  • 就可以这样写：
Date* operator&()
{return nullptr;
}
const Date* operator&()const
{int i = 0;return (const A*)&i;
}
  • 这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需要重载，比如想让别人获取到指定的内容！

最后本文主要学习了运算符重载这个知识点，并且在学习的时候实现了一个日期类，望烙铁们学有所成~~

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【LetMeFly】589.N 叉树的前序遍历&#xff1a;深度优先搜索(DFS) 力扣题目链接&#xff1a;https://leetcode.cn/problems/n-ary-tree-preorder-traversal/ 给定一个 n 叉树的根节点 root &#xff0c;返回 其节点值的 前序遍历 。 n 叉树 在输入中按层序遍历进行序列化表…
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【开源】新生报到网站 JAVA+Vue.js+SpringBoot+MySQL

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本文项目编号&#xff1a; T 002 。 \color{red}{本文项目编号&#xff1a;T002。} 本文项目编号&#xff1a;T002。 目录 1 功能模块1.1 在线交流模块1.2宿舍分配模块1.3 校园概况模块1.4 专业管理模块 2 系统展示3 核心代码3.1 图表展示3.2 查询评论3.3 新增报道 4 免责声明 …
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数据结构1.0（基础）

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近java的介绍&#xff0c; 文章目录 第一章、数据结构1、数据结构 &#xff1f;2、常用的数据结构数据结构&#xff1f; 逻辑结构and物理结构 第二章、数据结构基本介绍2.1、数组&#xff08;Array&#xff09;2.2、堆栈&#xff08;Stack&#xff09;2.3、队列&#xff08;Que…
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云原生之容器编排实践-在K8S集群中使用Registry2搭建私有镜像仓库

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背景 基于前面搭建的3节点 Kubernetes 集群&#xff0c;今天我们使用 Registry2 搭建私有镜像仓库&#xff0c;这在镜像安全性以及离线环境下运维等方面具有重要意义。 Note: 由于是测试环境&#xff0c;以下创建了一个 local-storage 的 StorageClass &#xff0c;并使用本地…
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【自然语言处理】:实验4布置，预训练语言模型实现与应用

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清华大学驭风计划 因为篇幅原因实验答案分开上传&#xff0c;自然语言处理专栏持续更新中&#xff0c;期待的小伙伴敬请关注 有任何疑问或者问题&#xff0c;也欢迎私信博主&#xff0c;大家可以相互讨论交流哟~~ 案例简介 2018年&#xff0c;Google提出了预训练语言模型BE…
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vue+springboot登录与注册功能的实现

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①首先写一个登录页面 <template> <div style"background-color: #42b983;display: flex;align-items: center;justify-content: center;height: 100vh"><div style"background-color: white;display: flex;width: 50%;height: 50%;overflow: h…
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统信UOS终端：使用方法解析系列（下篇）

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原文链接&#xff1a;统信UOS终端&#xff1a;使用方法解析系列&#xff08;下篇&#xff09; 亲爱的读者朋友们&#xff0c;欢迎回到我们关于统信UOS终端使用方法的系列文章。在这个系列的最后一篇中&#xff0c;我们将深入探讨一些高级功能&#xff0c;包括终端分屏、查找命令…
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UE4 C++联网RPC教程笔记（一）（第1~4集）

UE4 C++联网RPC教程笔记（一）（第1~4集）

UE4 C联网RPC教程笔记&#xff08;一&#xff09;&#xff08;第1~4集&#xff09; 前言1. 教程介绍与资源2. 自定义 Debug 功能3. Actor 的复制4. 联网状态判断 前言 本系列笔记将会对梁迪老师的《UE4C联网RPC框架开发吃鸡》教程进行个人的知识点梳理与总结&#xff0c;此课程…
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