【C++】运算符重载 | 赋值运算符重载

Ⅰ. 运算符重载

引入

❓什么叫运算符重载？

就是：运用函数，将现有的运算符重新定义，使其能满足各种自定义类型的运算。

回想一下，我们以前运算的对象是不是都是int、char这种内置类型？

那我们自定义的“preson”类型，想要进行加减运算，该怎么办呢？

这就需要运算符重载。

概念

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、函数名及参数列表。

函数名：关键字operator后面接需要重载的运算符符号。

格式：返回值类型 operator 操作符（参数列表）

1.常用的操作符有：+、-、*、/、++、--、=（赋值）、==（判断相等）、>、<、>=、<=等

2.有几个操作数，就有几个形参。

不过，当重载成员函数时，有一个形参是隐形的，即this指针。

✨说明：

1.不能通过连接其他符号来创建新的操作符。

如：operator@

2.重载操作符必须有一个类类型的参数。

如果参数里没有类类型，那运算符重载还有啥意义。

3.用于内置类型的运算符，其含义不能改变。

如：内置的 整型 +，不能改变其含义

4.作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数少1，

因为成员函数的第一个参数为隐藏的this。

(见下面的例子)

5.（笔试选择题常考）这5个运算符不能重载：

.* 点星运算符

: : 域运算符

sizeof

？ ： 条件运算符

. 点运算符

6.运算符重载写好了以后，直接用就行。编译器会自动调用函数。

Date& operator+=(int day){

…

}

d1+=100;    //直接用。调用会自动完成🤣

举例

class Date
{
public:Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}                                 //需要注意的是，左操作数是this,指向调用函数的对象bool operator==(const Date& d)    //bool operator==(Date*this,const Date& d){return _year == d._year &&    //其实是this->_year==d._year_month == d._month &&_day == d._day;}
​
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1(2023, 8, 12);Date d2(2023, 8, 12);cout << (d2 == d1) << endl;
}

结果为：

 

 

Ⅱ. 赋值运算符重载

概念

赋值运算符重载作为类的6大成员函数之一，

负责将一个对象赋值给另一个对象。

如果我们不写，那编译器会自动生成。

格式

T& operator =（const T& 参数）

 

✨说明：

1.参数类型为const T&。传引用可以提高传参效率。

2.返回类型为T&。

❓你可能会疑惑：这里只要完成赋值动作的话，返回类型为void不就可以了吗？

为什么要有返回值呢？

有返回值其实是为了支持连续赋值。

如”d1=d2=d3;“ 要想连续赋值，

那d2=d3在调用完函数以后要有一个返回值，这个返回值作为右操作数，参与到d1=…中去。

如果返回void，那d1=空，无法完成连续赋值。

所以，要想连续赋值，就得有返回值。

在返回时，我们尽量使用引用返回。

因为能减少传参过程中的拷贝，效率更高。

不信我们来实验下，

通过对比 传值返回与传引用 调用拷贝构造函数 的次数，

来看 传引用究竟有没有减少拷贝！

实验组1：传值

class Date
{
public:Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}Date(const Date& d)    //我们自己写一个拷贝构造函数{                      //这样，它每次被调用，都会打印出来cout << "我被调用了！" << endl;_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}Date operator=(const Date& d)   //传值是可以的，但是没有引用好{                                //实验结果将为我们证明这一点_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1(2023, 8, 12);Date d2(2023, 8, 12);Date d3(2000, 1, 1);Date d4(2020, 1, 1);d1 = d2 =d3 = d4;
}

结果为：（这已经是被优化后的结果）

 

 

实验组2：传引用

...Date& operator=(const Date& d)   //传引用{_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;}...

结果为：

 

 

实验证明，传引用比传值调用拷贝构造函数的次数少，效率更高。

所以，我们能传引用的地方，就尽量传引用。

3.检测是否自己给自己赋值。

如果是”d1=d1；“那这样的赋值完全没意义。

为了更高效，我们用if语句来避免自己给自己赋值的情况。

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

注：我们要用this去判断，不要用对象！

因为对象仅能判断值是否相等，而this能从地址判断它俩是否是同一个。

4.返回*this。

为什么可以返回*this？

我们知道，函数的局部变量是不能返回的，

因为局部变量在出了作用域就销毁了。

而这里不同，*this是 作用域在函数外面的 对象。

出作用域，对象并不会因此销毁。所以*this有效。

只能重载成成员函数

赋值运算符只能重载成成员函数，不能重载成全局函数。😥

因为如果不在类中实现，那编译器会生成一个默认的。

此时你在类外实现的全局运算符重载，就和默认的那个冲突了。

因此，赋值运算符必须定义成成员函数。

赋值or拷贝构造？

来看这个例子：这两种写法，分别是赋值还是拷贝构造？

  

其实都是拷贝构造！

赋值操作的是一个已存在的变量👌，而拷贝构造是定义一个新的变量。

默认赋值运算符重载

当你没有显示实现时，编译器会自动生成一个默认的赋值运算符重载，

以值的方式逐字节拷贝。

注：内置类型成员是直接赋值的，

而自定义类型成员变量需要调用 对应类的 赋值运算符重载 来完成赋值。

我们演示一下：

class Date {
public:Date(int year = 2000, int month = 1, int day = 1){this->_year = year;this->_month = month;this->_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
​
int main(void)
{Date d1(2010,1,1);Date d2(2023,8,12);//我们并未实现，d1 = d2;   //但这里会自动调用 默认赋值运算符重载return 0;
}

结果：

 

❓既然默认生成的已经可以完成值的拷贝了，那还需要我们自己去实现吗？

如果是像日期类这种，是不需要的，值拷贝已经足够。

但如果涉及资源管理，

如动态内存分配、指针、打开的文件等，就得深拷贝，

这时就必须要自己去实现了。

（这里的原因和拷贝构造函数那儿是贯通的。）

原因再说明一下：

如果有指针，而默认的赋值运算符重载只能浅拷贝，

并不会再开一块指针指向的空间。

这就导致了两个指针指向同一块空间，彼此相互影响。