C++運算符重載函數(shù)基礎(chǔ)及其值返回狀態(tài)

2019-11-17 05:50:22

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供稿：網(wǎng)友

運算符重載是C++的重要組成部分，它可以讓程序更加的簡單易懂，簡單的運算符使用可以使復(fù)雜函數(shù)的理解更直觀。

　　對于普通對象來說我們很自然的會頻繁使用算數(shù)運算符讓他們參與計算，但是對于自定義類的對象來說，我們是無論如何也不能阻止寫出像下面的代碼一樣的程序來的。

　　例子如下：class Test
{
    //過程省略
}

int main()
{
    Test a,c;
    c=a+a;
}當(dāng)然這樣的代碼是不能夠通過編譯的，c++對自定類的算術(shù)運算部分保留給了程序員，這也是符合c++靈活特性的?！　≡赾++中要想實現(xiàn)這樣的運算就必須自定義運算符重載函數(shù)，讓它來完整具體工作?！　?FONT style="BACKGROUND-COLOR: #b000b0" color=#ffffff>在這里要提醒讀者的是，自定義類的運算符重載函數(shù)也是函數(shù)，你重載的一切運算符不會因為是你自己定義的就改變其運算的優(yōu)先級，自定義運算符的運算優(yōu)先級同樣遵循與內(nèi)部運算符一樣的順序。

　　除此之外，c++也規(guī)定了一些運算符不能夠自定義重載，例如.、::、.*、.->、?:?！　∠旅嫖覀儊韺W(xué)習(xí)如何重載運算符，運算符重載函數(shù)的形式是：

返回類型 Operator 運算符符號 (參數(shù)說明)
{
//函數(shù)體的內(nèi)部實現(xiàn)
}

　　運算符重載函數(shù)的使用主要分為兩種形式，一種是作為類的友元函數(shù)進(jìn)行使用，另一種則是作為類的成員函數(shù)進(jìn)行使用。

　　下面我們先看一下作為類的友元函數(shù)使用的例子：//程序作者:管寧
//站點:www.cndev-lab.com
//所有稿件均有版權(quán),如要轉(zhuǎn)載,請務(wù)必聞名出處和作者

#include <iostream>
using namespace std;

class Test
{
    public:
        Test(int a = 0)
        {
            Test::a = a;
        }
        friend Test operator +(Test&,Test&);
        friend Test& operator ++(Test&);
    public:
        int a;
};
Test operator +(Test& temp1,Test& temp2)//+運算符重載函數(shù)
{
    //cout<<temp1.a<<"|"<<temp2.a<<endl;//在這里可以觀察傳遞過來的引用對象的成員分量
    Test result(temp1.a+temp2.a);

    return result;
}
Test& operator ++(Test& temp)//++運算符重載函數(shù)
{
    temp.a++;
    return temp;
}
int main()
{
    Test a(100);
    Test c=a+a;
    cout<<c.a<<endl;
    c++;
    cout<<c.a<<endl;
    system("pause");
}　　在例子中，我們對于自定義類Test來說，重載了加運算符與自動遞增運算符，重載的運算符完成了同類型對象的加運算和遞增運算過程重載運算符函數(shù)返回類型和形式參數(shù)也是根據(jù)需要量進(jìn)行調(diào)整的，下面我們來看一下修改后的加運算符重載函數(shù)。

　　代碼如下： //程序作者:管寧
//站點:www.cndev-lab.com
//所有稿件均有版權(quán),如要轉(zhuǎn)載,請務(wù)必聞名出處和作者

#include <iostream>
using namespace std;

class Test
{
    public:
        Test(int a = 0)
        {
            Test::a = a;
        }
        friend Test operator +(Test&,const int&);
    public:
        int a;
};
Test operator +(Test& temp1,const int& temp2)//+運算符重載函數(shù)
{
    Test result(temp1.a * temp2);
    return result;
}
int main()
{
    Test a(100);
    Test c = a + 10;
    cout<<c.a<<endl;

    system("pause");
}　　上面修改后的例子中，我們讓重載后的加運算符做的事情，事實上并不是同類型對象的加運算，而是自定義類對象與內(nèi)置int常量對象的乘法運算。

　　值得注重的是，對于運算符重載來說，我們并不一定要用它一定要做同類型對象的加法或者是其它運算，運算符重載函數(shù)本身就是函數(shù)，那么在函數(shù)體內(nèi)部我們是可以做任何事情的，但是從不違反常規(guī)思維的角度來說，我們沒有必要讓重載加運算的函數(shù)來做與其重載的符號意義上完全不相符的工作，所以在使用重載運算符脫離原意之前，必須保證有足夠的理由?！　∠旅嫖覀冇懻撘幌伦鳛轭惓蓡T函數(shù)的運算符重載函數(shù)的使用，及其函數(shù)的值返回與引用返回的差別。

　　下面我們先看實例，而后逐步分析。

　　代碼如下(重要部分做了具體的注解)：//程序作者:管寧
//站點:www.cndev-lab.com
//所有稿件均有版權(quán),如要轉(zhuǎn)載,請務(wù)必聞名出處和作者

#include <iostream>
using namespace std;

class Test
{
    public:
        Test(int a = 0)
        {
            Test::a = a;
        }
        Test(Test &temp)
        //運算符重載函數(shù)為值返回的時候會產(chǎn)生臨時變量，臨時變量與局部變量result的復(fù)制會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，臨時變量的生命周期是在拷貝構(gòu)造函數(shù)運行完成后才結(jié)束，但假如運算符重載函數(shù)返回的是引用，那么不會產(chǎn)生臨時變量，而局部變量result的生命周期在運算符重載函數(shù)退出后立即消失，它的生命周期要比臨時變量短，所以當(dāng)外部對象獲取返回值的內(nèi)存地址所存儲的值的時候，獲得是一個已經(jīng)失去效果的內(nèi)存地址中的值，在這里的值返回與引用返回的對比，證實了臨時變量的生命周期比局部變量的生命周期稍長。
        {
            cout<<"載入拷貝構(gòu)造函數(shù)"<<"|"<<temp.a<<endl;//注重這里，假如修改運算符重載函數(shù)為返回引用，這里就會出現(xiàn)異常，temp.a將獲得一個隨機(jī)值。
            Test::a = temp.a;
        }
        ~Test()//在mian()內(nèi)析構(gòu)的過程是result局部變量產(chǎn)生的
        {
            cout<<"載入析構(gòu)函數(shù)!"<<endl;
            cin.get();
        }
        Test operator +(Test& temp2)//+運算符重載函數(shù)

        {
            //cout<<this->a<<endl;
            Test result(this->a+temp2.a);
            return result;
        }
        Test& operator ++()//++運算符重載函數(shù)

        //遞增運算符是單目運算符，使用返回引用的運算符重載函數(shù)道理就在于它需要改變自身。
        //在前面我們學(xué)習(xí)引用的單元中我們知道，返回引用的函數(shù)是可以作為左值參與運算的，這一點也符合單目運算符的特點。
        //假如把該函數(shù)改成返回值，而不是返回引用的話就破壞了單目預(yù)算改變自身的特點，程序中的++(++c)運算結(jié)束后輸出c.a，會發(fā)現(xiàn)對象c只做了一次遞增運算，原因在于，當(dāng)函數(shù)是值返回狀態(tài)的時候括號內(nèi)的++c返回的不是c本身而是臨時變量，用臨時變量參與括號外的++運算，當(dāng)然c的值也就只改變了一次。
        {
            this->a++;
            return *this;
        }
    public:
        int a;
};

int main()
{
    Test a(100);
    Test c=a+a;
    cout<<c.a<<endl;
    c++;
    cout<<c.a<<endl;
    ++c;
    cout<<c.a<<endl;
    ++(++c);
    cout<<c.a<<endl;
    system("pause");
}=版權(quán)所有軟件下載學(xué)院版權(quán)所有= 　　上例中運算符重載函數(shù)以類的成員函數(shù)方式出現(xiàn)，細(xì)心的讀者會發(fā)現(xiàn)加運算和遞增運算重載函數(shù)少了一個參數(shù)，這是為什么呢？
　　因為當(dāng)運算符重載函數(shù)以類成員函數(shù)身份出現(xiàn)的時候，C++會隱藏第一個參數(shù)，轉(zhuǎn)而取代的是一個this指針接下來我們具體分析一下運算符重載函數(shù)的值返回與引用返回的差別。

　　當(dāng)我們把代碼中的加運算重載函數(shù)修改成返回引用的時候：        Test& operator +(Test& temp2)//+運算符重載函數(shù)
        {
            Test result(this->a+temp2.a);
            return result;
        }　　執(zhí)行運算符重載函數(shù)返回引用將不產(chǎn)生臨時變量，外部的Test c=a+a; 將獲得一個局部的，?？臻g內(nèi)存地址位置上的值，而?？臻g的特性告訴我們，當(dāng)函數(shù)退出的時候函數(shù)體中局部對象的生命周期隨之結(jié)束，所以保存在該地址中的數(shù)據(jù)也將消失，當(dāng)c對象去獲取存儲在這個地址中的值的時候，里面的數(shù)據(jù)已經(jīng)不存在，導(dǎo)致c獲得的是一個隨機(jī)值，所以作為雙目運算的加運算符重載函數(shù)是不益采用返回引用方式編寫的，當(dāng)然假如一定要返回引用，我們可以在堆內(nèi)存中動態(tài)開辟空間存儲數(shù)據(jù)，但是這么做會導(dǎo)致額外的系統(tǒng)開銷，同時也會讓程序更難讀懂。

　　對于遞增運算符來說，它的意義在于能夠改變自身，返回引用的函數(shù)是可以作為左值參與運算的，所以作為單目運算符，重載它的函數(shù)采用返回引用的方式編寫是最合適的。

　　假如我們修改遞增運算符重載函數(shù)為值返回狀態(tài)的時候，又會出現(xiàn)什么希奇的現(xiàn)象呢？

　　代碼如下：        Test operator ++()
        {
            return this->a++;
        }　　表面上是發(fā)現(xiàn)不出什么非凡明顯的問題的，但是在main()函數(shù)中++(++c);的執(zhí)行結(jié)果卻出乎意料，理論上應(yīng)該是204的值，卻只是203，這是為什么呢？　　因為當(dāng)函數(shù)是值返回狀態(tài)的時候括號內(nèi)的++c返回的不是c本身而是臨時變量，用臨時變量參與括號外的++運算，當(dāng)然c的值也就只改變了一次。結(jié)果為203而不是204。

　　對于運算符重載函數(shù)來說，最后我們還要注重一個問題，當(dāng)運算符重載函數(shù)的形式參數(shù)類型全部為內(nèi)部類型的時候，將不能重載

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