运算符重载和深浅拷贝
对于某些运算符号(+,-,*,/....),我们不满足与它原有的操作方式,而是要在对特有对象(如负数的加减)进行使用,但是编译器会不允许这样做,因为会与操作符原本的类型不匹配而导致操作失败。因此我们需要对运算符进行重载,即赋予它新的意义,从而满足我们的使用需求。
如complex_a和complex_b是两个复数对象求两个复数的和, 希望能直接写:complexa + comple_b
运算符重载的目的是:扩展c++中提供的运算符的适用范围,使之能作用于对象。
同一个运算符,对不同类型的操作数,所发生的行为不同。
对于复数对象:complex_a + complex_b => 生成新的复数对象
对于整数:5 + 4 = 9
运算符重载的实质是函数重载,它可以重载为普通函数,也可以重载为成员,在对含有该运算法的表达式转换时,调用对应的运算符函数完成重载的操作。(依据参数的类型进行匹配)
1 class complex 2 { 3 public:double real,imag; 4 complex( double r = 0.0, double i= 0.0 ):real(r),imag(i) {} 5 complex operator-(const complex & c); 6 }; 7 complex operator + ( const complex & a, const complex & b) 8 { 9 return complex( a.real+b.real,a.imag+b.imag); //返回一个临时对象 10 } 11 complex complex::operator-(const complex & c) 12 { 13 return complex(real - c.real, imag - c.imag); //返回一个临时对象 14 } 15 //重载为成员函数时,参数个数为运算符目数减一。 16 //重载为普通函数时,参数个数为运算符目数。 17 int main() 18 { 19 complex a(4,4),b(1,1),c; 20 c = a + b; //等价于c=operator+(a,b) 21 cout << c.real << "," << c.imag << endl;//5,5, 22 cout << (a-b).real << "," << (a-b).imag << endl;//3,3 23 //a-b等价于a.operator-(b) 24 return 0; 25 }
- 赋值运算符重载
有时候希望赋值运算符两边的类型可以不匹配,比如,把一个int类型变量赋值给一个complex对象,把一个 char * 类型的字符串赋值给一个字符串对象,此时就需要重载赋值运算符“=”。赋值运算符“=”只能重载为成员函数
1 class string 2 { 3 private: 4 char * str; 5 public: 6 string ():str(new char[1]) { str[0] = 0;} 7 const char * c_str() { return str; }; 8 string & operator = (const char * s); 9 string::~string( ) { delete [] str; } 10 }; 11 string & string::operator = (const char * s) 12 { //重载“=”以使得 obj = “hello”能够成立 13 delete [] str; 14 str = new char[strlen(s)+1]; 15 strcpy( str, s); 16 return * this; 17 } 18 int main() 19 { 20 string s; 21 s = "good luck," ; //等价于 s.operator=("good luck,"); 22 cout << s.c_str() << endl; 23 // string s2 = "hello!"; //error 24 s = "shenzhou 8!"; //等价于 s.operator=("shenzhou 8!"); 25 cout << s.c_str() << endl; 26 return 0; 27 } 28 // 输出: 29 // good luck, 30 // shenzhou 8!
- 浅拷贝和深拷贝
一个字符串的例子
1 string s1, s2; 2 s1 = “this”; 3 s2 = “that”; 4 s1 = s2;
这几句的含义很清楚,一个s1串和s2串,并将s2赋值给s1,此时s1就和s2是一样的值。。但是....这样却不是我们理解的那种copy
它是在将s2赋值给s1的时候,将原来指向s1的指针取指向s2
原本指向'this'字符串的指针s1指向了'that'的字符空间,这样原来的'this'的字符空间就找不到了(变成内存垃圾)。
这就是浅拷贝。此时若我们释放s1所指向的存储空间,将会释放掉'that',但是继续释放s2时,会发生问题(程序崩溃),因为此刻s2指向的存储空间已经被s1所释放了
但是原来的'this'却孤独的无人问津,好惨 ...所以这样是很不妥的。。。或者,我们更换此刻s1的值,又导致'that'被更换了。。。就会一团糟。。
所以需要对原来的'='号进行重载(深拷贝:生成一个新的,值与当前的值一样的,不同地址空间的复制,互相的操作不相往来的那种,即真正意义上的copy)
1 class string 2 { 3 private: 4 char * str; 5 public: 6 string ():str(new char[1]) 7 { 8 str[0] = 0; 9 } 10 const char * c_str() 11 { 12 return str; 13 }; 14 string & operator = (const char * s) 15 { 16 delete [] str;//删除原来的str 17 str = new char[strlen(s)+1];//开辟足够大的存储空间 18 strcpy( str, s);//将s拷贝过来 19 return * this;//这样s1就会指向新分配的存储空间 20 }; 21 ~string( ) 22 { 23 delete [] str; 24 } 25 };
但是,这样写还是有一点小问题的。如果我写了这个 s=s,就问又有小问题。这样在赋值时,左边的s先被delete,然后将右边s赋值给左边的s,但是右边的s已经没了啊?!?!?这样就出错了。所以代码要继续修改,成这样
1 string & operator = (const string & s) 2 { 3 if( this == & s) // 4 return * this;//防止出现自己给自己赋值出错的情况,直接返回就行了 5 delete [] str; 6 str = new char[strlen(s.str)+1]; 7 strcpy( str,s.str); 8 return * this; 9 }
注意,返回值类型是string & 型这样是为了对应原来 “=”运算符的左右两边类型
1 //如 2 a = b = c; 3 (a=b)=c; //会修改a的值 4 //分别等价于: 5 a.operator= (b.operator=(c)); 6 (a.operator=(b)).operator=(c);
现在应该可以了。
但是。。。。
1 //为 string类编写复制构造函数的时候,会面临和不重载的 = 同样的问题,即默认构造函数会将=变成复制的操作,是浅拷贝!!所以我们用同样的方法处理。写个复制构造 2 string( string & s) 3 { 4 str = new char[strlen(s.str)+1]; 5 strcpy(str,s.str) 6 }
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