C++ 类和对象--运算符的重载

4.5 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

4.5.1 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;

// 加号运算符重载

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;
};

// 函数的声明
Person operator+(Person& p1, Person& p2);
Person operator+(Person& p, int num);

void test01()
{
	Person p1;
	p1.m_A = 10;
	p1.m_B = 10;

	Person p2;
	p2.m_A = 10;
	p2.m_B = 10;

	// 成员函数重载本质调用
	// Person p3 = p1.operator+(p2);

	// 全局函数重载本质调用
	// Person p3 = operator+(p1, p2);

	Person p3 = p1 + p2;
	// 运算符重载 也可以发生函数重载

	Person p4 = p1 + 100; // Person + int

	cout << "p3.m_A：" << p3.m_A << endl;
	cout << "p3.m_B：" << p3.m_B << endl;

	cout << "p4.m_A：" << p4.m_A << endl;
	cout << "p4.m_B：" << p4.m_B << endl;

}



// 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;
}

// 函数重载的版本
Person operator+(Person& p, int num)
{
	Person temp;
	temp.m_A = p.m_A + num;
	temp.m_B = p.m_B + num;
	return temp;
}

int main()
{

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

总结1：对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的

总结2：不要滥用运算符重载

4.5.2 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;

// 左移运算符重载

class Person
{
    // 友元
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p);

public:

    Person(int a, int b)
    {
        m_A = a;
        m_B = b;
    }

private:
    
    // 利用成员函数重载 左移运算符  p.operator<<(cout) 简化版本 p << cout
    // 不会利用成员函数重载 << 运算符，因为无法实现 cout 在左侧
    //void operator<<(Person& p) 
    //{

    //}

    int m_A;
    int m_B;

};

// 只能利用全局函数重载左移运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, Person& p) // 本质 operator << (cout , p)，简化 cout << p
{
    cout << "m_A = " << p.m_A << " m_B = " << p.m_B << endl;

    return cout;
}

void test01()
{
    Person p(10, 10);

    cout << p << " Hello World" << endl;
}

int main()
{

    test01();

    system("pause");

    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

4.5.3 递增运算符重载

作用： 通过重载递增递减运算符，实现自己的整型数据

递增示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 重载递增运算符


// 自定义整型
class MyInteger
{

    // 友元
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, const MyInteger& myint);

public:
    MyInteger()
    {
        m_Num = 0;
    }

    // 重载前置 ++ 运算符  返回引用是为了一直对一个数据进行递增操作
    MyInteger& operator++()
    {
        // 先进行 ++ 运算
        this->m_Num++;
        
        // 再将自身返回
        return *this;
    }

    // 重载后置 ++ 运算符
    // void operator++(int)  int代表占位参数，可以用于区分前置和后置递增
    MyInteger operator++(int)
    {
        // 先 记录当时结果
        MyInteger temp = *this;
        // 后 递增
        this->m_Num++;
        // 最后将记录结果做返回
        return temp;
    }


private:
    int m_Num;
};

// 重载左移运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, const MyInteger& myint)
{
    cout << myint.m_Num << endl;

    return cout;
}

// 前置递增测试函数
void test01()
{
    MyInteger myint;

    cout << ++(++myint) << endl;
    cout << myint << endl;
}

// 后置递增测试函数
void test02()
{
    MyInteger myint;

    cout << (myint++) << endl;
    cout << myint << endl;
}

int main()
{

    // test01();

    test02();


    system("pause");

    return 0;
}

递减示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 重载递减运算符

// 自定义整型
class MyInteger
{
    // 友元
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, const MyInteger& myInt);

public:
    MyInteger()
    {
        m_Num = 0;
    }

    // 前置递减
    MyInteger& operator--()
    {
        this->m_Num--;

        return *this;
    }

    // 后置递减
    MyInteger operator--(int)
    {
        // 先记录当前的值
        MyInteger temp;
        temp.m_Num = this->m_Num;

        // 再进行递减
        this->m_Num--;

        // 最后返回记录的值
        return temp;
    }

private:
    int m_Num;
};

// 重载 << 运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, const MyInteger& myInt)
{
    cout << myInt.m_Num << endl;
    
    return cout;
}

void test01()
{
    MyInteger myInt;

    cout << --(--myInt) << endl;
    cout << myInt << endl;
}

void test02()
{
    MyInteger myInt;

    cout << myInt-- << endl;
    cout << myInt << endl;
}

int main()
{

    // test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

总结： 前置递增递减返回引用，后置递增递减返回值

4.5.4 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

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 赋值运算符重载

class Person
{
public:
    Person(int age)
    {
        m_Age = new int(age);
    }

    ~Person()
    {
        if (m_Age != NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }
    }

    // 重载 赋值运算符
    Person& operator=(Person& p)
    {
        // 编译器是提供浅拷贝
        // 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，然后深拷贝
        if (m_Age != NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }

        // 深拷贝
        m_Age = new int(*p.m_Age);

        // 返回对象本身
        return *this;
    }

    int* m_Age;
};

void test01()
{
    Person p1(18);

    Person p2(20);

    Person p3(30);

    p3 = p1 = p2; // 赋值操作

    cout << "p1 的年龄为：" << *p1.m_Age << endl;

    cout << "p2 的年龄为：" << *p2.m_Age << endl;

    cout << "p3 的年龄为：" << *p3.m_Age << endl;
}

int main()
{

    test01();

    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = 30;

    c = b = a;

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

4.5.5 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

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 重载关系运算符

class Person
{
public:

    Person(string name, int age)
    {
        m_Name = name;
        m_Age = age;
    }

    // 重载  == 号

    bool operator==(Person& p)
    {
        if (this->m_Age == p.m_Age && this->m_Name == p.m_Name)
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }

    // 重载 != 号
    bool operator!=(Person& p)
    {
        if (this->m_Age == p.m_Age && this->m_Name == p.m_Name)
        {
            return false;
        }
        return true;
    }

    string m_Name;
    int m_Age;

};

void test01()
{
    Person p1("Tom", 18);

    Person p2("Tom", 18);

    if (p1 == p2)
    {
        cout << "p1 和 p2 是相等的！" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1 和 p2 是不相等的" << endl;
    }

    if (p1 != p2)
    {
        cout << "p1 和 p2 是不相等的！" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "p1 和 p2 是相等的" << endl;
    }
}

int main()
{

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

4.5.6 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

示例：

 #include <iostream>
using namespace std;

// 函数运算符重载

// 打印输出类
class MyPrint
{
public:

    // 重载函数调用运算符
    void operator()(string test)
    {
        cout << test << endl;
    }
};

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

void test01()
{
    MyPrint myPrint;

    myPrint("Hello World"); // 由于使用起来非常类似函数调用，因此称为仿函数

    MyPrint02("hello world");
}

// 仿函数非常灵活，没有固定的写法
// 加法类

class MyAdd
{
public:

    int operator()(int num1, int num2)
    {
        return num1 + num2;
    }
};

void test02()
{
    MyAdd myAdd;
    int ret = myAdd(100, 100);
    cout << "ret = " << ret << endl;

    // 匿名函数对象
    cout << MyAdd()(100, 100) << endl;
}

int main()
{

    test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}
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