C++拷贝构造函数、运算符重载函数、赋值运算符重载函数、前置++和后置++重载等的介绍

2024-06-22 19:20
文章标签 c++ 函数 介绍 重载 运算符 拷贝 构造函数 赋值 后置 前置

本文主要是介绍C++拷贝构造函数、运算符重载函数、赋值运算符重载函数、前置++和后置++重载等的介绍，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • 前言
  • 一、拷贝构造函数
    • 1. 概念
    • 2. 特征
    • 3. 编译器生成默认拷贝构造函数
    • 4. 拷贝构造函数典型使用场景
  • 二、运算符重载函数
  • 三、赋值运算符重载函数
    • 1. 赋值运算符重载格式
    • 2. 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
    • 3.编译器生成一个默认赋值运算符重载
  • 四、前置++和后置++重载
  • 总结

前言

C++拷贝构造函数、运算符重载函数、赋值运算符重载函数、前置++和后置++重载等的介绍

一、拷贝构造函数

在实际运用中，我们有时候需要操作一个实例化好的类，但是又不想改变这个类，这时候，我们就需要拷贝构造函数。

1. 概念

拷贝构造函数：只有单个形参，该形参是对本类类型对象的引用(一般常用const修饰)，在用已存在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用。

2. 特征

拷贝构造函数也是特殊的成员函数，其特征如下：

  1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
  2. 拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为会引发无穷递归调用。

拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式，所以拷贝构造函数的函数名与类名相同，参数与构造函数不同，无返回值。

如下图：

  • 采用传值调用，会引发无穷递归，编译器强制检查报错。
    在这里插入图片描述

  • 应该采用类类型对象的引用，如下：

#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 1945, int month = 8, int day = 15){_year = year;_month = month;_day = day;}Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}~Date(){_year = 0;_month = 0;_day = 0;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(2024, 6, 22);Date d2(d1);return 0;
}

在这里插入图片描述

3. 编译器生成默认拷贝构造函数

若未显式定义，编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝，这种拷贝叫做浅拷贝，或者值拷贝。

简单来说就是，不显示定义，编译器默认生成一个构造函数

  • 对于内置类型会进行值拷贝（浅拷贝）。
  • 对于自定义类型会调用它的拷贝构造函数。
#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 1945, int month = 8, int day = 15){_year = year;_month = month;_day = day;}~Date(){_year = 0;_month = 0;_day = 0;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(2023, 9, 1);Date d2(d1);return 0;
}

在这里插入图片描述

编译器默认生成的拷贝构造函数是值拷贝（浅拷贝），但是有些情况下我们需要深拷贝。比如：
对一个栈，我们不能直接浅拷贝，程序会崩溃。原因如下：

浅拷贝会将一个栈动态申请的空间的地址拷贝个另一个栈的指针，所以两个栈对象的指针指向同一块空间，析构函数会对同一块空间释放两次，程序会崩溃。

#include <iostream>
using namespace std;class Stack
{
public:Stack(int capacity = 4){_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);if (nullptr == _a){perror("Stack malloc");return;}_top = 0;_capacity = capacity;}void Push(int x){// 增容_a[_top] = x;_top++;}~Stack(){if (_top){free(_a);_a = nullptr;_top = 0;_capacity = 0;}}
private:int* _a;int _top;int _capacity;
};int main()
{Stack st1(10);st1.Push(1);st1.Push(2);st1.Push(3);st1.Push(4);Stack st2(st1);return 0;
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  • 所以，这种Stack的类对象，我们应该自己显示定义拷贝构造函数。
#include <iostream>
using namespace std;class Stack
{
public:Stack(int capacity = 4){_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);if (nullptr == _a){perror("Stack malloc");return;}_top = 0;_capacity = capacity;}Stack(const Stack& st){_a = (int*)malloc(sizeof(int) * st._capacity);if (nullptr == _a){perror("Stack malloc");return;}memcpy(_a, st._a, sizeof(int) * st._top);_top = st._top;_capacity = st._capacity;}void Push(int x){// 增容_a[_top] = x;_top++;}~Stack(){if (_top){free(_a);_a = nullptr;_top = 0;_capacity = 0;}}
private:int* _a;int _top;int _capacity;
};int main()
{Stack st1(10);st1.Push(1);st1.Push(2);st1.Push(3);st1.Push(4);Stack st2(st1);return 0;
}

在这里插入图片描述

注意：类中如果没有涉及资源申请时，拷贝构造函数是否写都可以；一旦涉及到资源申请时，则拷贝构造函数是一定要写的，否则就是浅拷贝。

4. 拷贝构造函数典型使用场景

  • 使用已存在对象创建新对象
  • 函数参数类型为类类型对象
  • 函数返回值类型为类类型对象

二、运算符重载函数

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
  • 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，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**
#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 1945, int month = 8, int day = 15){_year = year;_month = month;_day = day;}~Date(){_year = 0;_month = 0;_day = 0;}
//private:int _year;int _month;int _day;
};bool operator<(const Date& x1, const Date& x2)
{if (x1._year < x2._year){return true;}else if (x1._year == x2._year && x1._month < x2._month){return true;}else if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day < x2._day){return true;}else{return false;}
}bool operator>(const Date& x1, const Date& x2)
{if (x1._year > x2._year){return true;}else if (x1._year == x2._year && x1._month > x2._month){return true;}else if (x1._year == x2._year && x1._month == x2._month && x1._day > x2._day){return true;}else{return false;}
}int main()
{Date d1(1945, 8, 15);Date d2(1949, 10, 1);cout << operator<(d1, d2) << endl;cout << (d1 < d2) << endl;cout << operator>(d1, d2) << endl;cout << (d1 > d2) << endl;return 0;
}

在这里插入图片描述

使用运算符重载时，调用运算符重载函数，也可以直接使用运算符比较。

	cout << operator<(d1, d2) << endl;cout << (d1 < d2) << endl;cout << operator>(d1, d2) << endl;cout << (d1 > d2) << endl;
  • 一般建议直接使用运算符比较。

上述运算符重载到了全局中，运算符重载也可以重载到类中。

#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 1945, int month = 8, int day = 15){_year = year;_month = month;_day = day;}bool operator<(const Date& x2){if (_year < x2._year){return true;}else if (_year == x2._year && _month < x2._month){return true;}else if (_year == x2._year && _month == x2._month && _day < x2._day){return true;}else{return false;}}~Date(){_year = 0;_month = 0;_day = 0;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(1945, 8, 15);Date d2(1949, 10, 1);cout << d1.operator<(d2) << endl;cout << (d1 < d2) << endl;return 0;
}

在这里插入图片描述

三、赋值运算符重载函数

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
#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 1945, int month = 8, int day = 15){_year = year;_month = month;_day = day;}Date& operator=(const Date& d){if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;}~Date(){_year = 0;_month = 0;_day = 0;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1(1945, 8, 15);Date d2(1949, 10, 1);//d2.operator=(d1);d2 = d1;return 0;
}

在这里插入图片描述

赋值运算符可以选择调用赋值运算符重载函数，也可以直接使用赋值运算符，一般建议直接使用赋值运算符。

	d2.operator=(d1);d2 = d1;

2. 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

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。

class Date
{
public:Date(int year = 1945, int month = 8, int day = 15){_year = year;_month = month;_day = day;}~Date(){_year = 0;_month = 0;_day = 0;}
//private:int _year;int _month;int _day;
};Date& operator=(Date& left, const Date& right)
{left._year = right._year;left._month = right._month;left._day = right._day;return left;
}

在这里插入图片描述

3.编译器生成一个默认赋值运算符重载

用户没有显式实现时，编译器会生成一个默认赋值运算符重载，以值的方式逐字节拷贝。

注意：
内置类型成员变量是直接赋值的，
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完成赋值。

注意：如果类中未涉及到资源管理，赋值运算符是否实现都可以；一旦涉及到资源管理则必须要实现。

四、前置++和后置++重载

#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 1328, int month = 1, int day = 4){_year = year;_month = month;_day = day;}// 前置++Date& operator++(){_day += 1;return *this;}// 后置++Date operator++(int){Date tmp(*this);_day += 1;return tmp;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d;Date d1(1949, 10, 1);d = d1++; // d: 1949 10 1   d1: 1949 10 2d = ++d1; // d: 1949 10 3   d1: 1949 10 3return 0;
}
  • 前置++
    前置++：返回+1之后的结果
    注意：this指向的对象函数结束后不会销毁，故以引用方式返回提高效率。
  • 后置++
    前置++和后置++都是一元运算符，为了让前置++与后置++形成能正确重载
    C++规定：后置++重载时多增加一个int类型的参数，但调用函数时该参数不用传递，编译器自动传递
    注意：后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存一份，然后给this+1而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用

总结

C++拷贝构造函数、运算符重载函数、赋值运算符重载函数、前置++和后置++重载等的介绍。

这篇关于C++拷贝构造函数、运算符重载函数、赋值运算符重载函数、前置++和后置++重载等的介绍的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1085184。

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