C++构造函数
📖 前言：本期我们将进入类和对象的中篇——相关默认成员函数。
目录
🕒 1. 类的6个默认成员函数
在一个空类当中，是真的没有任何成员吗？并不是，空类当中会生成6个默认函数。
默认成员函数是特殊成员函数，也就是我们不写，编译器会自己生成一个；我们自己写了，编译器就不会生成。
默认成员函数不会显示地展示给我们看，而是编译器自动生成的隐式的成员函数。
🕒 2. 构造函数（constructor）
🕘 2.1 构造函数的概念
以前我们用C语言实现栈的时候，经常会忘记Init和Destroy，造成内存泄漏。那有没有一种可能，我们可以让编译器自动加上呢？于是C++就带来了构造函数。
class Date
{
public:
/*void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}*/
void Print()
{
cout << _year << "_" << _month << "_" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1, d2;
//d1.Init(2022, 10, 5);
//d2.Init(2022, 11, 11);
d1.Print();
d2.Print();
return 0;
}
还是我们的日期类，我们假定忘记了Init ，那能不能在对象定义的时候就初始化呢？
构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同，创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证每个数据成员都有一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期内只调用一次。
需要注意的是，构造函数虽然名称叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象，而是初始化对象。
🕘 2.2 特性
- 函数名与类名相同。
- 无返回值。（void都没有）
- 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
- 构造函数可以重载。
class Date
{
public:
// 1.无参构造函数
Date()
{
_year = 1970;
_month = 1;
_day = 1;
}
// 2.带参构造函数
Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << _year << "_" << _month << "_" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1; // 调用无参构造函数
Date d2(2022,10,7); // 调用带参构造函数
d1.Print();
d2.Print();
// 注意：如果通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号，否则就成了函数声明
// 以下代码的函数：声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象
Date d3(); // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调用原型函数(是否是有意用变量定义的?)
Date d4; // 正确写法，避免和函数声明格式混淆
return 0;
}
我们用缺省参数再改造一下
注：全缺省和无参语法上可以同时存在，但调用时会存在二义性，不要这么写
无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。
以下为正确打开方式：
// 初始化
Date(int year = 1970, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
-
如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显式定义编译器将不再生成。
-
关于编译器生成的默认成员函数，大家可能会有疑惑：不实现构造函数的情况下，编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用？d对象调用了编译器生成的默认构造函数，但是d对象_year/_month/_day，依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用？
解答：C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char...指针，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型，看看下面的程序，就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_aa调用的它的默认成员函数。
举个例子：
// example 1：
class Date
{
public:
// 初始化 （如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成）
//Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
//{
// _year = year;
// _month = month;
// _day = day;
//}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
// 内置类型
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main()
{
// 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数
// 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成
// 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
Date d1;
d1.Print(); // 输出：-858993460--858993460--858993460
return 0;
}
可以看到，由编译器生成了构造函数后，输出的内置类型值变成了随机值，接下来看看加上自定义类型会怎么样。
// example 2：
class A
{
public:
A()
{
_a = 0;
cout << "A()构造函数" << endl;
}
private:
int _a;
};
class Date
{
public:
// 初始化 （如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成）
//Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
//{
// _year = year;
// _month = month;
// _day = day;
//}
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
// 内置类型
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
// 自定义类型
A _aa;
};
int main()
{
// 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函数
// 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再生成
// 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
Date d1;
d1.Print();
return 0;
}
可以看到，编译器对自定义类型做了处理，而对内置类型不作处理。
需要注意的是，有些高版本的VS（如22版），可能会一起处理，现阶段学习我们要当成不处理。
那这有什么作用呢，别急，我们先引入析构函数的概念后再解答。
🕒 3. 析构函数（destructor）
🕘 3.1 析构函数的概念
通过前面构造函数的学习，我们知道一个对象是怎么来的，那一个对象又是怎么没的呢？
析构函数：与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，局部对象销毁工作是由编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数，完成对象中资源的清理工作，和destory功能相似。
🕘 3.2 特性
- 析构函数名是在类名前加上字符
~。 - 无参数无返回值类型。
- 一个类只能有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。注意：析构函数不能重载
- 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。
学到这里我们就可以动手改造一下之前学到栈和队列的实现
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4) // 构造函数
{
cout << "Stack(int capacity = 4)" << endl;
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
~Stack() // 析构函数
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr; // C++关键字
_top = _capacity = 0;
}
void Push(int x)
{
// ....
// 扩容
_a[_top++] = x;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
int main()
{
Stack st;
st.Push(1);
st.Push(2);
st.Push(3);
return 0;
}
前面我们挖了个坑，对于构造函数的自定义类型，我们以🔎 用栈实现队列这道题目解释
class MyQueue {
public:
void push(int x)
{
_pushST.Push(x); //这里需要写构造函数吗？不用的，默认生成的够用
}
Stack _pushST;
Stack _popST;
//size_t _size;
};
int main()
{
MyQueue mq;
mq.push(1);
mq.push(2);
return 0;
}
出了作用域会自动释放
调试小技巧：监视窗口输入this所有成员都能看到
注意：构造函数和析构函数不是完成对象的初始化和清理，即构造的时候调用构造函数初始化，析构的时候调用析构函数销毁。
此外，C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。
例如：
private:
Stack _pushST;
Stack _popST;
size_t _size = 0; // 这里不是初始化，给的是缺省值
};
小结：面向需求：编译器默认生成就可以满足，就不用自己写，不满足就需要自己写。 Date Stack的构造函数需要自己写，MyQueue构造函数就不需要自己写，默认生成就可以用；Stack的析构函数则需要我们自己写 MyQueue,Date就不需要自己写析构函数，默认生成就可以用。
打个比方，你外卖点了顿饺子，如果附带的醋合适，也就可以直接吃了；但是如果觉得酸度不够，想要自己加点山西老陈醋，这就是自己构建构造函数。
🕒 4. 拷贝构造函数（copy constructor）
🕘 4.1 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。
🕘 4.2 特性
- 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
- 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。
正确方式如下
class Date
{
public:
// 初始化
Date(int year = 1970, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// d2(d1)
Date(const Date& d) // 拷贝构造函数 const防止写反
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
// 形参加const，防止写反了，下面问题就可以检查出来
// d._day = _day;
}
void Print()
{
cout << _year << "_" << _month << "_" << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2022,10,7); // 构造 - 初始化
d1.Print();
// 拷贝一份d1
Date d2(d1); // 拷贝构造 -- 拷贝初始化
d2.Print();
return 0;
}
-
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。
注意：在编译器生成的默认拷贝构造函数中，内置类型是按照字节方式直接拷贝的，而自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。 -
编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了，还需要自己显式实现吗？
当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢？验证一下试试？
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
cout << "Stack(int capacity = 4)" << endl;
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
void Push(int x)
{
// ....
// 扩容
_a[_top++] = x;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
int main()
{
Stack st1;
st1.Push(1);
st1.Push(2);
Stack st2(st1);
return 0;
}
虽然完成了拷贝，但是并不是我们想要的。程序最终会崩溃，同一块空间析构了两次（st2先析构）。这是浅拷贝，对于一些类可以，对于一些类不可以。此时很明显，默认生成的拷贝构造函数已经不能符合我们的要求了。
正确的打开方式：深拷贝
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
cout << "Stack(int capacity = 4)" << endl;
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
// st2(st1)
Stack(const Stack& st)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * st._capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(int) * st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
void Push(int x)
{
// ....
// 扩容
_a[_top++] = x;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
int main()
{
Stack st1;
st1.Push(1);
st1.Push(2);
// 1 2
Stack st2(st1);
st2.Push(10);
// 1 2 10
st1.Push(3);
return 0;
}
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。
小结：
- 需要写析构函数的类，都需要写深拷贝的拷贝构造 Stack
- 不需要写析构函数的类，默认生成的浅拷贝的拷贝构造就可以用 Date/MyQueue
- 拷贝构造函数典型调用场景：
- 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
🕒 5. 运算符
🕘 5.1 运算符重载
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。注意运算符重载和函数重载不是一个概念，其目的是让自定义类型对象能用运算符。
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。这个经常在笔试选择题中出现。
以日期类举例子，比如我们有需求是比较两个日期之差、n天之后是几号，判断日期相同等，该如何实现呢？
判断日期相同可以如下格式：
方式一：
// 全局的operator==
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//private: // 暂时公有
int _year;
int _month;
int _day;
};
// 这里会发现运算符重载成全局的就需要成员变量是公有的，那么问题来了，封装性如何保证？
// 这里其实可以用我们后面学习的友元解决，或者干脆重载成成员函数。
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
return d1._year == d2._year
&& d1._month == d2._month
&& d1._day == d2._day;
}
int main()
{
Date d1(2022, 10, 11);
Date d2(2022, 11, 11);
cout << (d1 == d2) << endl; // 转换成operator==(d1,d2);
//operator == (d1, d2); // 也可以显式调用，一般不这样是考虑到可读性
}
方式二：
// 局部的operator==
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//int GetYear() // Java常用的方式 （举例）
//{
// return _year;
//}
// 放到类里面
/*bool operator==(const Date& d1, const Date& d2) // 这样会报错，参数太多（成员函数有个缺省参数，是this）
{
return d1._year == d2._year
&& d1._month == d2._month
&& d1._day == d2._day;
}*/
bool operator==(const Date& d) // 正确方式
{
return d._year == d._year
&& d._month == d._month
&& d._day == d._day;
}
bool operator>(const Date& d) // d1 > d2 的比较
{
if (_year > d._year)
{
return true;
}
else if (_year == d._year && _month > d._month)
{
return true;
}
else if (_year == d._year && _month == d._month && _day >d._day)
{
return true;
}
return false;
}
bool operator>=(const Date& d) // d1 >= d2 的比较;
{
return *this > d || *this == d; // 一般不加this，但这里要加
}
// .... < <= !=
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2022, 10, 11);
Date d2(2022, 11, 11);
//cout << (d1 == d2) << endl; // 转换成operator==(d1,d2);（全局）
//operator == (d1, d2); // 也可以显式调用，一般不这样是考虑到可读性
cout << (d1 == d2) << endl; // 转换成d1.operator==(d2);（局部）
cout << (d1 > d2) << endl;
cout << (d1 >= d2) << endl;
}
日期加减呢？
class Date
{
public:
int GetMonthDay(int year, int month)
{
static int monthDayArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 }; // 平年
if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
{
return 29;
}
else
{
return monthDayArray[month];
}
}
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// d1 += 100
Date& operator+=(int day)
{
_day += day;
while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
{
_day -= GetMonthDay(_year, _month);
_month++;
if (_month == 13)
{
++_year;
_month = 1;
}
}
return *this;
}
// d1 + 100
Date operator+(int day)
{
Date ret(*this);
ret += day;
return ret;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2022, 10, 11);
Date d2(2022, 11, 11);
d1 += 100;
}
🕘 5.2 赋值运算符重载
赋值重载既是默认成员函数，又是运算符重载
void TestDate()
{
Date d0;
Date d1;
Date d2(2022, 10, 11);
Date d3(d2); // 拷贝构造(初始化) 一个拷贝初始化另一个马上要创建的对象
Date d4 = d2; // 拷贝构造
d1.Print();
d0 = d1 = d2; // 赋值重载（复制拷贝） 已经存在两个对象之间拷贝
d1.Print();
}
赋值重载实现：
class Date
{
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
//检查日期是否合法
if (!(year >= 1
&& (month >= 1 && month <= 12)
&& (day >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month))))
{
cout << "非法日期" << endl;
}
}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
//d1 = d2;
Date& operator = (const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
return *this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void TestDate2()
{
Date d1;
d1.Print();
Date d2(2022, 10, 11);
Date d3(d2);//拷贝构造(初始化) 一个初始化另一个马上要创建的对象
Date d4 = d2;//拷贝构造
d1 = d2;//赋值重载(复制拷贝) 已经存在两个对象之间拷贝
d1.Print();
}
对于赋值重载（复制拷贝）和拷贝构造的区别：
- 赋值重载(复制拷贝) 已经存在两个对象之间拷贝
- 拷贝构造(初始化) 一个初始化另一个马上要创建的对象
赋值运算符主要有五点：
- 参数类型（如上的
const Date& d） - 返回值 (如上的
Date&) - 检测是否自己给自己赋值
- 返回
*this - 一个类如果没有显式定义赋值运算符重载，编译器也会生成一个，完成对象按字节序的值拷贝。 (类似于拷贝构造)
但是如果用编译器默认的赋值运算符重载又会发生什么？（我们以栈类为例子）
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
cout << "Stack(int capacity = 4)" << endl;
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
Stack(const Stack& st)
{
cout << "Stack(const Stack&st" << endl;
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * st._capacity);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(int) * st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
void Push(int x)
{
_a[_top++] = x;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
void TestStack()
{
Stack st1;
st1.Push(1);
st1.Push(2);
Stack st2;
st2.Push(3);
st2.Push(4);
st2.Push(5);
st2.Push(6);
st1 = st2;
}
int main()
{
TestStack();
return 0;
}
发生了崩溃，实际上这里的问题还是析构了两次（直接把st2的空间拷贝给st1，st1和st2的_a指向了同一个）发生了崩溃，但是此时的st1的内存还发生了泄露。栈的赋值运算符重载实现：
//st1 = st2;
//st1 = st1;
Stack& operator = (const Stack& st)
{
if (this != &st)
{
free(_a);
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * st._capacity);
if (nullptr == _a)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(int) * st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
return *this;
}
同理，像前面用栈实现队列的例子，赋值运算符重载也不需要自己实现了。
class Stack
{
public:
Stack(int capacity = 4)
{
cout << "Stack(int capacity = )" <<capacity<<endl;
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
_top = 0;
_capacity = capacity;
}
// st2(st1)
Stack(const Stack& st)
{
cout << "Stack(const Stack& st)" << endl;
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*st._capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(int)*st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
// st1 = st2;
// st1 = st1;
Stack& operator=(const Stack& st)
{
cout << " Stack& operator=(const Stack& st)" << endl;
if (this != &st)
{
free(_a);
_a = (int*)malloc(sizeof(int)*st._capacity);
if (_a == nullptr)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
memcpy(_a, st._a, sizeof(int)*st._top);
_top = st._top;
_capacity = st._capacity;
}
return *this;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
_a = nullptr;
_top = _capacity = 0;
}
void Push(int x)
{
// ....
// 扩容
_a[_top++] = x;
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
class MyQueue {
public:
void push(int x)
{
_pushST.Push(x);
}
private:
Stack _pushST;
Stack _popST;
size_t _size = 0;
};
void TestStack()
{
//Stack st1(10000);
// 默认生成operator= 不行 需要自己实现
Stack st1;
st1.Push(1);
st1.Push(2);
Stack st2(10);
st2.Push(10);
st2.Push(20);
st2.Push(30);
st2.Push(40);
st1 = st2;
st1 = st1;
// MyQueue和Date 默认生成operator= ok
MyQueue q1;
q1.push(1);
q1.push(2);
q1.push(3);
MyQueue q2;
q2.push(10);
q2.push(20);
q2.push(30);
q1 = q2;
}
🕒 6. 流提取和流插入的重载
当我们不想使用函数在控制台对对象进行输入、输出的时候可以使用这个重载。
Date d1(2022, 10, 11);
cout << d1;//输出d1
Date d2;
cin >> d2;//输入d2
需要注意，cout和cin并不是一个函数，而是一个对象。他们两个的类型不一样。并且cout和cin都在<<和>>两个运算符的左边。所以定义为成员函数是不可取的，因为成员函数都有一个默认的隐藏的this指针作为参数。所以我们必须在类外定义这个重载函数。
方法1：把priate修饰的私有成员修改为public修饰的公有成员。
void operator<<(ostream& out, Date& d)
{
out << d._year << "." << d._month << "." << d._day << endl;
}
void operator>>(istream& in, Date& d)
{
in >> d._year >> d._month >> d._day;
}
那如果我们想这么实现呢？
cout << d1 << d2; // operator<<(cout,d2)
cin >> d1 >> d2;
方法如下：
ostream& operator<<(ostream& out, Date& d)
{
out << d._year << "." << d._month << "." << d._day << endl;
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
in >> d._year >> d._month >> d._day;
return in;
}
补充：此处加上内联函数是极好的。
方法2：友元声明
我们可以在类中声明这个重载函数，并在其前加上friend关键字。
class Date
{
friend ostream& operator<<(ostream& out, Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d); // 类的任意位置都可以
......
🕒 7. 日期类的完善实现
至此，我们对于运算符的重载也有了清晰的认识。下面，我们对日期类的运算符重载进行相关的完善补充。
Date.h
#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
int GetMonthDay(int year, int month)
{
static int monthDayArray[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
{
return 29;
}
else
{
return monthDayArray[month];
}
}
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
// 检查日期是否合法
if (!(year >= 1
&& (month >= 1 && month <= 12)
&& (day >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month))))
{
cout << "非法日期" << endl;
}
}
void Print()
{
cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}
bool operator==(const Date& d);
// d1 > d2
bool operator>(const Date& d);
// d1 >= d2
bool operator>=(const Date& d);
bool operator<=(const Date& d);
bool operator<(const Date& d);
bool operator!=(const Date& d);
// d1 += 100
Date& operator+=(int day);
// d1 + 100
Date operator+(int day);
// d1 -= 100
Date& operator-=(int day);
// d1 - 100
Date operator-(int day);
// 前置
Date& operator++();
// 后置
Date operator++(int);
// 前置
Date& operator--();
// 后置
Date operator--(int);
//d1 = d2;
Date& operator = (const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
return *this;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
Date.cpp
#include "Date.h"
bool Date::operator==(const Date & d)
{
return _year == d._year
&& _month == d._month
&& _day == d._day;
}
// d1 > d2
bool Date::operator>(const Date & d)
{
if (_year > d._year)
{
return true;
}
else if (_year == d._year && _month > d._month)
{
return true;
}
else if (_year == d._year && _month == d._month && _day > d._day)
{
return true;
}
return false;
}
bool Date::operator>=(const Date & d)
{
return *this > d || *this == d;
}
bool Date::operator<=(const Date & d)
{
return !(*this > d);
}
bool Date::operator<(const Date & d)
{
return !(*this >= d);
}
bool Date::operator!=(const Date & d)
{
return !(*this == d);
}
Date& Date::operator+=(int day)
{
if (day < 0)
{
//return *this -= -day;
return *this -= abs(day);
}
_day += day;
while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
{
_day -= GetMonthDay(_year, _month);
_month++;
if (_month == 13)
{
++_year;
_month = 1;
}
}
return *this;
}
// d1 + 100
Date Date::operator+(int day)
{
Date ret(*this);
ret += day;
return ret;
}
// d1 -= 100
Date& Date::operator-=(int day)
{
if (day < 0)
{
//return *this -= -day;
return *this += abs(day);
}
_day -= day;
while (_day <= 0)
{
--_month;
if (_month == 0)
{
--_year;
_month = 12;
}
_day += GetMonthDay(_year, _month);
}
return *this;
}
// d1 - 100
Date Date::operator-(int day)
{
Date ret(*this);
ret -= day;
return ret;
}
// 前置
Date& Date::operator++()
{
*this += 1;
return *this;
}
// 后置 -- 多一个int参数主要是为了跟前置区分
// 构成函数重载
Date Date::operator++(int)
{
Date tmp(*this);
*this += 1;
return tmp;
}
// 前置
Date& Date::operator--()
{
*this -= 1;
return *this;
}
// 后置
Date Date::operator--(int)
{
Date tmp(*this); // 或者这样写Date tmp = *this;
*this -= 1;
return tmp;
}
// d1 - d2
int Date::operator-(const Date& d) // const
{
Date max = *this;
Date min = d;
int flag = 1;
if (*this < d)
//if (d > *this)
{
max = d;
min = *this;
flag = -1;
}
int n = 0;
while (min != max)
{
++n;
++min;
}
return n * flag;
}
test.cpp
void TestDate3()
{
Date d1(2022, 10, 12);
Date d2(d1);
Date d3(d1);
Date d4(d1);
(++d1).Print(); // d1.operator++()
d1.Print();
(d2++).Print(); // d2.operator++(1)
d2.Print();
(--d1).Print(); // d1.operator--()
d1.Print();
(d2--).Print(); // d2.operator--(1)
d2.Print();
Date d5(2022, 10, 12);
Date d6(2023, 9, 1);
cout << d6 - d5 << endl;
cout << d5 - d6 << endl;
}
🕒 8. 取地址及const取地址操作符重载
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
};
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。
注意：
- 此处如果是普通对象调用const成员函数，是可以调用且类成员是收到保护的，因为这属于权限缩小
- 但如果是const对象调用const成员函数，则调不动，因为这属于权限放大，不符合规则
- const在*之前修饰的是指针指向的对象
- const在*之后修饰的是指针本身
OK，以上就是本期知识点“类和对象（中）”的知识啦~~ ，感谢友友们的阅读。后续还会继续更新，欢迎持续关注哟📌~
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