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  • 2021-12-09 11:53:09

    创建一个对象使用new运算符。new创建的对象实例在堆内存中,而对象引用指向对象实例,对象引用存放在栈内存中。

    一个对象引用可以指向0个或1个对象实体,而一个对象可以有多个引用来指向它。

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    Note:
    i.视频为 黑马程序员C++视频(121-126),系列文章为视频听课笔记;
    ii.难度指数:++
    iii.不论变量、函数名、标识符形式怎样复杂,只要我们考虑编程的本质是对内存的操作,对内存进行分析,一切逻辑都会变得清晰。

    一、运算符重载

    1.定义

    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。

    二、加号运算符重载

    1.code格式

    (1)通过成员函数实现加号运算符重载

    通过成员函数重载加号,实现两个示例对象属性相加并返回拥有相加属性的新的对象。

    //代码示例
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class person
    {
    public:
    	int m_A;
    	int m_B;
    	//通过成员函数实现加号运算符重载
    	person operator +(person &p)//定义函数类型为person,
    	{
    		person temp;
    		temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
    		temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
    		return temp;//返回拥有相加属性的新的对象
    	}
    };
    
    void test01()
    {
    	person p1;
    	p1.m_A = 10;
    	p1.m_B = 20;
    	person p2;
    	p2.m_A = 10;
    	p2.m_B = 20;
    	person p3 = p1 + p2;
    	cout << p3.m_A << endl;//20
    	cout << p3.m_B << endl;//40
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    }
    

    (2)通过全局函数实现加号运算符重载

    通过全局函数重载加号,实现两个示例对象属性相加并返回拥有相加属性的新的对象。

    //代码示例
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class person
    {
    public:
    	int m_A;
    	int m_B;
    };
    
    //通过全局函数实现运算符重载
    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;//返回拥有相加属性的新的对象
    }
    void test01()
    {
    	person p1;
    	p1.m_A = 10;
    	p1.m_B = 20;
    	person p2;
    	p2.m_A = 10;
    	p2.m_B = 20;
    	person p3 = p1 + p2;
    	cout << p3.m_A << endl;
    	cout << p3.m_B << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    }
    

    2.作用

    实现两个自定义数据类型(非编译器内置数据类型)的相加。

    3.拓展

    (1)运算符重载与函数重载可以同时发生

    上述加号运算符重载涉及到operator +函数,也能实现函数重载。
    函数重载:函数重载是函数名相同,但传入参数类型等不同的情况下能够实现对不同函数的调用。

    //代码示例
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class person
    {
    public:
    	int m_A;
    	int m_B;
    };
    //通过全局函数实现运算符重载
    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;
    }
    //全局函数重载,与上面的函数第二个形参类型不同
    person operator + (person &p1, int num)
    {
    	person temp;
    	temp.m_A = p1.m_A + num;
    	temp.m_B = p1.m_B + num;
    	return temp;
    }
    
    void test01()
    {
    	person p1;
    	p1.m_A = 10;
    	p1.m_B = 20;
    	person p2;
    	p2.m_A = 10;
    	p2.m_B = 20;
    	person p3 = p1 + p2;//调用上面第一个全局函数
    	cout << "p3.m_A=" << p3.m_A << endl;//20
    	cout << "p3.m_B=" << p3.m_B << endl;//40
    	person p4 = p1 + 5;//由于加号运算符后面的数据类型为整型,调用上面第二个全局函数实现加号运算符的重载
    	cout << "p4.m_A="<< p4.m_A << endl;//15
    	cout << "p4.m_B="<< p4.m_B << endl;//25
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    }
    

    该图为上述代码的输出,由输出可见,由于加号运算符前后数据类型不同,在进行加法运算时,加号运算符重载时调用的是两个不同的全局函数。
    在这里插入图片描述

    【一点思考】
    1)重载类似于利用同一个标志符,但使其在不同情况下发挥的作用不同。例如运算符重载是指运算符相同,但数据类型不同时能够实现自定义数据类型的运算;函数重载是函数名相同,但是参数类型等不同的情况下能够实现对不同函数的调用。
    2)加号运算符的重载通过定义一个名为operator +的成员函数或者全局函数来实现,当需要定义多个operator +函数实现自定义类型数据的相加运算时,也会发生函数重载的现象。

    三、左移运算符重载

    左移运算符即<<

    1.code格式

    (1)通过全局函数实现左移运算符重载

    通过全局函数重载左移运算符,实现自定义数据类型——的输出。

    //代码示例一
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class person
    {
    public:
    	int m_A;
    	int m_B;
    };
    
    void operator << (ostream &out,person &p)//out为cout的引用
    {
    	out << p.m_A << endl;
    	out << p.m_B << endl;
    }
    void test01()
    {
    	person p;
    	p.m_A = 10;
    	p.m_B = 20;
    	cout << p;//注意这里调用<<重载函数,所传参数为cout和p!
    	cout << p << "hello world" << endl;//报错!
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    	return 0;
    }
    

    代码示例一运行结果:
    在这里插入图片描述

    代码示例一能够实现<<重载,但不能实现不断重载,即cout << p <<...会报错,这是因为<<重载函数返回类型是voidvoid不能继续对重载函数进行调用。要实现对重载函数的不断调用,只要实现重载函数返回值为cout即可,具体代码见示例二。

    //代码示例二
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class person
    {
    public:
    	int m_A;
    	int m_B;
    };
    
    ostream & operator << (ostream &out,person &p)
    {
    	out << p.m_A << endl;
    	out << p.m_B << endl;
    	return out;
    }
    void test01()
    {
    	person p;
    	p.m_A = 10;
    	p.m_B = 20;
    	cout << p << "hello";
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    	return 0;
    }
    

    代码示例二运行结果:
    在这里插入图片描述

    2.作用

    可以输出自定义数据类型。

    【总结】
    1)左移运算符的重载通过定义一个名为operator <<的全局函数来实现;
    2)这里出现了新的数据类型,即cout的数据类型:ostream
    cout能作全局函数的参数也是我没想到的hiahiahia

    3.拓展

    思考:当上述代码示例中类的属性为私有属性时,怎么输出?
    答:利用全局函数作友元,在类中加上friend+全局函数声明即可。代码见示例三:

    //代码示例三
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class person
    {
    	friend ostream & operator << (ostream &out, person &p);
    	friend void test01();
    private:
    	int m_A;
    	int m_B;
    };
    
    ostream & operator << (ostream &out,person &p)
    {
    	out << p.m_A << endl;
    	out << p.m_B << endl;
    	return out;
    }
    void test01()
    {
    	person p;
    	p.m_A = 10;
    	p.m_B = 20;
    	cout << p << "hello";
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    	return 0;
    }
    

    四、递增运算符重载

    1.code格式

    (1)前置递增运算符重载

    前置递增运算符的作用是:先递增,后执行表达式,具体示例见代码中main函数的前三行。
    代码如下所示:

    //前置递增运算符重载
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class MyInteger 
    {
    	friend ostream & operator << (ostream &out, MyInteger MyInt);
    public:
    	//利用构造函数对成员属性进行初始化,不初始化就没有示例的值输出
    	MyInteger()
    	{
    		m_num = 0;
    	}
    	//通过成员函数重载前置++运算符
    	MyInteger& operator ++()//必须返回引用,目的是对一个数据进行操作,否则将返回新的对象的成员属性
    	{
    		//先递增
    		this->m_num++;
    		//再将自身返回
    		return *this;
    	}
    private:
    	int m_num;
    };
    
    //左移运算符重载全局函数
    ostream & operator << (ostream &out, MyInteger MyInt)
    {
    	cout << MyInt.m_num<< endl;
    	return out;
    }
    
    //测试重载的前置递增效果
    void test01()
    {
    	MyInteger myint;
    	//若重载函数返回为非引用,输出结果为:
    	cout << ++(++myint) << endl;//2
    	cout << myint << endl;//1
    	//若重载函数返回为引用,输出结果为:
    	cout << ++(++myint) << endl;//2
    	cout << myint << endl;//2
    }
    int main()
    {
    	//看一下前置递增运算符的作用,重载要实现相同的作用
    	int a = 0;
    	cout << ++a << endl;//1
    	cout << a << endl;//1
    	test01();
    	return 0;
    }
    
    

    【关于前置递增运算符重载函数返回必须为引用的原因】: 如果重载函数返回值非引用,那么每次++myint后都会创建一个新的MyInteger对象,再进行递增就不是基于实例对象myint了,而是在每次++后创建的新的MyInteger实例对象上。

    (2)后置递增运算符重载

    后置递增运算符的作用是:先执行表达式,后递增。具体示例见代码中main函数前三行。
    代码如下所示:

    //后置运算符重载实现
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class MyInteger
    {
    	friend ostream & operator << (ostream &out, MyInteger myint);
    public:
    	MyInteger()
    	{
    		m_num = 0;
    	}
    	MyInteger operator ++(int)//不能返回引用,因为temp仅为局部变量
    	{
    		//先返回原先的值->先记录先前的值
    		MyInteger temp = *this;
    		//再递增
    		this->m_num++;
    		//最后返回
    		return temp;
    	}
    private:
    	int m_num;
    };
    
    ostream & operator << (ostream &out, MyInteger myint)
    {
    	cout << myint.m_num;
    	return out;
    }
    void test01()
    {
    	MyInteger myint;
    	cout << myint++ << endl;//0
    	cout << myint << endl;//1
    }
    
    int main()
    {
    	//看一下后置递增运算符的作用,重载要实现相同的作用
    	int a = 0;
    	cout << a++ << endl;//0
    	cout << a << endl;//1
    	test01();
    	return 0;
    }
    

    【关于重载函数为什么不能返回引用】:因为temp为局部变量,函数执行结束后即释放。在引用中我们提到,引用作为函数返回值时,不能返回局部变量的引用。

    2.作用

    通过递增运算符重载,实现自定义的整型数据递增,例如类中某整型成员属性的的递增。同理,上述代码也可进行递减运算符的重载,进而实现自定义整型数据的递减。

    五、赋值运算符重载

    (1)浅拷贝&深拷贝

    【深浅拷贝的起源&图解&解决方法】:
    【起源】:前面学到,c++在创建类时会默认分配三个函数
    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(实现对属性的值拷贝
    然而,当创建的类中包含堆区指针数据的成员属性时,若调用默认拷贝构造函数(即浅拷贝)会导致堆区指针内存的重复释放(释放由析构函数实现),进而导致程序无法运行。
    实际上,c++在创建类时还会默认分配赋值运算符重载函数,即operator =函数。
    【动态图解】:

    【解决方法】:
    1)自定义拷贝构造函数,实现深拷贝
    2)赋值运算符重载

    下面我们将从解决浅拷贝方法的角度来介绍赋值运算符重载。

    (2)自定义拷贝构造函数解决浅拷贝问题

    自定义拷贝构造函数见代码中所示,其开辟了新的堆区内存储存实例对象p1中的成员属性,实现了将实例对象p中指针数据m_age指向的值赋值给p1,而不是单纯的将m_age赋值。

    #include<string>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class person 
    {
    public:
    	//创建年龄属性,将其开辟到堆区
    	person(int age)
    	{
    		cout << "构造函数调用" << endl;
    		m_age = new int(age);//注意格式
    	}
    	//自定义拷贝构造函数,实现深拷贝
    	person(const person &p)
    	{
    		cout << "自定义拷贝函数调用" << endl;
    		m_age = new int(*(p.m_age));
    	}
    	~person()
    	{
    		cout << "析构函数调用" << endl;
    		if (m_age != NULL)
    		{
    			delete m_age;//释放堆区内存
    			m_age = NULL;
    		}
    	}
    	int * m_age;
    };
    
    void test01()
    {
    	person p(18);
    	person p1(p);
    	cout << "p的年龄为:" << *p.m_age << endl;//18
    	cout << "p1的年龄为:" << *p1.m_age << endl;//18
    }
    int main()
    {
    	test01();
    	return 0;
    }
    

    上述代码执行的输出结果如下所示:
    在这里插入图片描述

    (3)赋值运算符重载解决浅拷贝问题

    赋值运算符重载函数见代码中person & operator = (person &p)所示:

    【思考】:
    要学会分析定义重载函数返回值为不同类型的逻辑,如下所示代码中,若定义赋值运算符重载函数的返回值类型为person类,则执行一次重载函数,都会创建一个新的person实例对象。

    #include<string>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    class person 
    {
    public:
    	person(int age)
    	{
    		cout << "有参构造函数调用" << endl;
    		//创建年龄属性,将其开辟到堆区
    		m_age = new int(age);//注意格式
    	}
    	~person()
    	{
    		cout << "析构函数调用" << endl;
    		if (m_age != NULL)
    		{
    			delete m_age;
    			m_age = NULL;
    		}
    	}
    	person & operator = (person &p)//连续赋值情况下,p3=p2=p1,首先执行p2=p1;这里定义的返回值和返回类型是p2的返回值和类型。若返回值类型为person,则创建的是一个新的person实例对象,报错!
    	{
    		//编译器默认浅拷贝
    		//m_age = p.m_age;
    		//先判断是否有p1中属性在堆区,如果有先释放干净
    		if (m_age != NULL)
    		{
    			delete m_age;
    			m_age = NULL;
    		}
    		//指向深拷贝
    		m_age = new int(*p.m_age);
    		return *this;
    	}
    	int * m_age;
    };
    
    void test01()
    {
    	person p(18);//堆区创建内存存储
    	person p1(20);//堆区创建内存存储
    	p1 = p;//调用operator+赋值运算符重载函数
    	cout << "p的年龄为:"<<*p.m_age<<endl;
    	cout << "p1的年龄为:" << *p1.m_age << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	//test01();
    	int a = 10;
    	int b = 20;
    	int c = 30;
    	c = b = a;//内置数据类型连续赋值
    	cout << "a的值为" << a << endl;//10
    	cout << "b的值为" << b << endl;//10
    	cout << "c的值为" << c << endl;//10
    /***********************************************/
    	person p1(10);
    	person p2(20);
    	person p3(30);
    	p3 = p2 = p1;//自定义类属性连续赋值
    	cout << "p1的值为" << *p1.m_age << endl;//10
    	cout << "p2的值为" << *p2.m_age << endl;//10
    	cout << "p3的值为" << *p3.m_age << endl;//10
    	return 0;
    }
    

    六、关系运算符重载

    (1)code格式

    以关系运算符“==”和“!=”为例,核心函数为bool operator ==(person &p)bool operator !=(person &p)

    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    class person 
    {
    public:
    	person(int age, string name)
    	{
    		m_age = age;
    		m_name = name;
    	}
    	//“==”关系运算符重载
    	bool operator ==(person &p)
    	{
    		if (this->m_age == p.m_age && this->m_name == p.m_name)
    		{
    			return true;
    		}
    		else
    			return false;
    	}
    	//“!=”关系运算符重载
    	bool operator !=(person &p)
    	{
    		if (this->m_age != p.m_age || this->m_name != p.m_name)
    		{
    			return true;
    		}
    		else
    			return false;
    	}
    	int m_age;
    	string m_name;
    };
    
    void test01()
    {
    	person p1(18, "TOM");
    	person p2(25, "吴晗");
    	person p3(18, "TOM");
    	if (p1 == p3)
    	{
    		cout<<"p1和p3是相等的"<<endl;
    	}
    	if (p1 != p2)
    	{
    		cout << "p1和p2是不相等的" << endl;
    	}
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    	return 0;
    }
    

    (2)作用

    重载任意关系运算符,实现自定义数据类型的对比。

    七、函数调用运算符重载(重点)

    (1)code格式

    函数调用运算符即(),该部分涉及()的重载。

    //运算符()重载
    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    
    //利用重载实现打印输出
    class Myprint
    {
    public:
    	void operator ()(string zfc)
    	{
    		cout << zfc << endl;
    	}
    };
    //利用重载实现两数相加
    class Myadd 
    {
    public:
    	int operator()(int num1, int num2)
    	{
    		return num1 + num2;
    	}
    };
    //测试打印输出
    void test01()
    {
    	Myprint p1;
    	p1("hhhhhhhhhhhh");//使用起来非常像函数调用,因此运算符()重载函数在使用时也称为仿函数
    	Myprint()("吴晗");//匿名函数对象,涉及实例对象以及重载函数,执行完后立即释放
    
    }
    //测试两数相加
    void test02()
    {
    	Myadd shs;
    	int sum1 = shs(12, 13);
    	cout << "两数之和=" << sum1 << endl;//25
    	int sum2 = Myadd()(19, 81);
    	cout << "两数之和=" << sum2 << endl;//100
    }
    
    int main()
    {
    	test01();
    	test02();
    	return 0;
    }
    

    (2)作用

    知道运算符()也可以重载,了解仿函数以及匿名函数对象,后面学习STL会经常用到。

    【总结】:
    1)仿函数:由于运算符()重载函数的使用与函数调用类似,因此其在使用时被称为仿函数。
    2)匿名函数对象:类名+()即为一个匿名函数对象,执行完后立即释放。

    八、全文总结

    C++【类与对象】——运算符重载串讲,涉及:
    1)加号运算符,+:实现自定义数据类型相加
    2)左移运算符,<<:实现自定义数据类型输出
    3)递增运算符,前置++后置++:实现自定义数据类型递增
    4)关系运算符,==!=:实现自定义数据类型比较操作
    5)函数调用运算符,():定义()实现自定义功能
    核心函数为operator加上述运算符,难点为重载运算符的连续调用

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    创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同?

    new 运算符,new 创建对象实例(对象实例在堆内存中),对象引用指向对象实例(对象引用存放在栈内存中)。一个对象引用可以指向 0 个或 1 个对象(一根绳子可以不系气球,也可以系一个气球);一个对象可以有 n 个引用指向它(可以用 n 条绳子系住一个气球)。

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  • new运算符创建对象创建过程

    千次阅读 2021-01-09 11:05:55
    1.一个新对象创建,它继承自构造函数的原型,即Fn.prototype 2.将指定的参数传递给构造函数 3.将执行上下文(this)绑定到新创建对象中 4.如果构造函数有返回值,那么这个返回值将取代第一步中新创建对象 ...

    1.一个新对象被创建,它继承自构造函数的原型,即Fn.prototype
    2.将指定的参数传递给构造函数
    3.将执行上下文(this)绑定到新创建的对象中
    4.如果构造函数有返回值,那么这个返回值将取代第一步中新创建的对象

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空空如也

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创建类对象的运算符