C++ Primer 学习笔记_60_重载操作符与转换 --赋值、下标、成员訪问操作符
重载操作符与转换
--赋值、下标、成员訪问操作符
一、赋值操作符
类赋值操作符接受类类型形參,通常该形參是对类类型的const引用,但也能够是类类型或对类类型的非const引用。假设未定义这个操作符,则编译器将合成它。类赋值操作符必须是类的成员,以便编译器能够知道是否须要合成一个。并且还能够为一个类定义很多附加的赋值操作符,这些赋值操作符会由于右操作数的不同而构成重载!如string类型:
string car("Volks");
car = "Studebaker"; //接受C风格字符串实參 string model;
model = 'T'; //接受字符实參
model = car; //接受string实參
为了支持这些操作符,string类应包括例如以下的成员:
class string
{
public:
string &operator=(const string &);
string &operator=(const char *);
string &operator=(char); //...
};
赋值操作符能够重载,不管形參为何种类型,赋值操作符都必须定义为成员函数!这一点与复合赋值操作符不同。
赋值必须返回*this的引用
为了与内置类型达成一致,赋值返回一个引用,同一时候也能够不用创建和撤销结果的暂时副本。返回值一般是左操作数的引用:
Sales_item &Sales_item::operator+=(const Sales_item &rhs)
{
units_sold += rhs.units_sold;
revenue += rhs.revenue; return *this;
}
【最佳实践】
一般而言:赋值操作符和复合赋值操作符应返回左操作数的引用!
//P442 习题14.14
Sales_item &Sales_item::operator=(const string &str)
{
isbn = str; return *this;
}
//习题14.15/16
class CheckoutRecord
{
public:
typedef unsigned Date;
//...
CheckoutRecord &operator=(const CheckoutRecord &rhs);
//新加入�一本书
CheckoutRecord &operator=(const string &);
//新加入�一位等待读者
CheckoutRecord &operator=(const pair<string,string> &); private:
double book_id;
string title;
Date date_borrowed;
Date date_due;
pair<string,string> borrower;
vector< pair<string,string> * > wait_list;
}; CheckoutRecord &CheckoutRecord::operator=(const CheckoutRecord &rhs)
{
book_id = rhs.book_id;
title = rhs.title;
date_borrowed = rhs.date_borrowed;
date_due = rhs.date_due;
borrower = rhs.borrower; //为vector赋值
wait_list.clear();
for (vector< pair<string,string> * >::const_iterator iter = rhs.wait_list.begin();
iter != rhs.wait_list.end(); ++iter)
{
pair<string,string> *ppair = new pair<string,string>;
*ppair = **iter; //复制的是,vector中的对象,而不是指针! wait_list.push_back(ppair);
} return *this;
} CheckoutRecord &CheckoutRecord::operator=(const string &Title)
{
title = Title; return *this;
} CheckoutRecord &CheckoutRecord::operator=(const pair<string,string> &newReader)
{
pair<string,string> *ppair = new pair<string,string>;
*ppair = newReader; wait_list.push_back(ppair); return *this;
}
二、下标操作符
能够从容器中检索单个元素的容器类通常会定义下标操作符,即operator[]。如vector和string。
下标操作符必须定义为类成员函数。
1、提供读写訪问
定义下标操作符比較复杂的地方在于,它在用作赋值的左右操作符数时都应该能表现正常。下标操作符出如今左边,必须生成左值,能够指定引用作为返回类型而得到左值。仅仅要下标操作符返回引用,就可用作赋值的随意一方。
【最佳实践】
类定义下标操作符时,一般须要定义两个版本号:一个为非const成员并返回引用,还有一个为const成员并返回引用!
2、原型下标操作
class Foo
{
public:
int &operator[] (const size_t);
const int &operator[] (const size_t) const; private:
vector<int> data;
}; int &Foo::operator[](const size_t index)
{
return data[index]; //注意:没有范围检測...
} //除了函数原型不同之外,没有其它不论什么区别!
const int &Foo::operator[] (const size_t index) const
{
return data[index];
}
//P443 习题14.17/18/19
class CheckoutRecord
{
public:
typedef unsigned Date;
typedef vector< pair<string,string> *>::size_type sizeType;
//... pair<string,string> &operator[] (const size_t);
const pair<string,string> &operator[] (const size_t) const; const pair<string,string> &get_a_waiter(sizeType) const; private:
double book_id;
string title;
Date date_borrowed;
Date date_due;
pair<string,string> borrower;
vector< pair<string,string> * > wait_list;
}; pair<string,string> &CheckoutRecord::operator[](const size_t index)
{
return *wait_list.at(index);
} const pair<string,string> &CheckoutRecord::operator[](const size_t index) const
{
return *wait_list.at(index);
} /**尽管下标操作符使用简单,可是他也有他的缺点
*如:下标操作符适合于表示“获取容器中特定元素”的语义
*而获取一个等待者则语义不明
*这样就不如使用一个普通的成员函数表意明白!
*/
//事实上就是将函数原型做了略微的修改,其它方面都不做更改
const pair<string,string> &CheckoutRecord::get_a_waiter(sizeType index) const
{
return *wait_list.at(index);
}
三、成员訪问操作符
为了支持指针型类,比如迭代器,C++语言同意重载解引用操作符(*)和箭头操作符(->)。
箭头操作符必须定义为类成员函数。解引用操作符不要求定义为成员,可是将他作为成员一般也是正确的!
1、构建更安全的指针
解引用操作符和箭头操作符经常使用在实现智能指针的类中。作为样例,假定想要定义一个类类型表示指向第十二章Screen类型对象的指针,将该类命名为ScreenPtr。
不用为 ScreenPtr类定义默认构造函数。因此,我们知道一个ScreenPtr对象将总 是指向一个Screen对象,不会有未绑定的ScreenPtr。应用程序能够使用ScreenPtr对象而无须首先測试它是否指向一个Screen对象。
像HasPtr类一样,ScreenPtr类将对其指针进行使用计数。我们将定义一个伙伴类保存指针及其相关使用计数:
class ScrPtr
{
friend class ScreenPtr;
Screen *sp;
size_t use;
ScrPtr(Screen *p):sp(p),use(1){}
~ScrPtr()
{
delete sp;
} };
ScrPtr保存指针及其相关使用计数。将ScreenPtr设为友元,以便ScreenPtr能够訪问使用计数。
class ScreenPtr
{
public:
ScreenPtr(Screen *p):ptr(new ScrPtr(p)){}
ScreenPtr(const ScreenPtr &orig):ptr(orig.ptr)
{
++ ptr->use;
} ScreenPtr &operator=(const ScreenPtr &); ~ScreenPtr()
{
if ( -- ptr->use == 0 )
delete ptr;
} private:
ScrPtr *ptr;
};
由于没有默认构造函数,所以ScreenPtr类型的每一个对象都必须提供一个初始化函数,初始化函数必须是还有一个ScreenPtr对象或者运行动态分配的Screen指针。
ScreenPtr p1; //Error
ScreenPtr p2(new Screen); //OK
2、支持指针操作
指针支持的基本操作有解引用操作和箭头操作,我们的类能够这样定义这些操作:
class ScreenPtr
{
public:
Screen &operator*()
{
return * ptr->sp;
}
Screen *operator->()
{
return ptr -> sp;
} const Screen &operator*() const
{
return * ptr -> sp;
}
const Screen *operator->() const
{
return ptr -> sp;
}
//AS Before... private:
ScrPtr *ptr;
};
3、重载解引用操作符
我们的解引用操作符有const和非 const版本号。它们的区别在于返回类型:const成员返回const引用以防止用户改变基础对象。
4、重载箭头操作符
箭头操作符与众不同。它可能表现得像二元操作符一样:接受一个对象和一个成员名。对对象解引用以获取成员。不管外表怎样,箭头操作符不接受显式形參。
这里没有第二个形參,由于->的右操作数不是表达式,相反,是相应着类成员的一个标识符。没有明显可行的途径将一个标识符作为形參传递给函数,相反,由编译器处理获取成员的工作。
当这样编写时:
point -> action();
由于优先级规则,它实际等价于这样编写:
(point -> action) ();
换句话说,我们想要调用的是对point->action求值的结果。编译器这样对该代码进行求值【以下的一段话不太好理解,注意】:
1)假设point是一个指针,指向具有名为action的成员的类对象,则编译器将代码编译为调用该对象的 action成员。
2)否则,假设action是定义了operator->操作符的类的一个对象,则point-> action 与point.operator->()->action同样。即,运行point的operator-> (),然后使用该结果反复这三步。
3)否则,代码出错。
5、使用重载箭头
能够这样使用ScreenPtr对象訪问Screen对象的成员:
Screen myScreen;
ScreenPtr p(&myScreen);
p -> display();
由于 p是一个ScreenPtr对象,p->display的含义与对(p.operator->())->display求值同样。对p.operator->()求值将调用ScreenPtr类的operator->,它返回指向Screen对象的指针,该指针用于获取并运行ScreenPtr所指对象的display成员。
6、对重载箭头的返回值的约束(最后两段不太好理解(ˇ_ˇ)~)
重载箭头操作符必须返回指向类类型的指针,或者返回定义了自己的箭头操作符的类类型对象!
假设返回类型是指针,则内置箭头操作符可用于该指针,编译器对该指针解引用并从结果对象获取指定成员。
假设返回类型是类类型的其它对象(或是这样的对象的引用),则将递归应用该操作符。编译器检查返回对象所属类型是否具有成员箭头,假设有,就应用那个操作符;否则,编译器产生一个错误。这个过程继续下去,直到返回一个指向带有指定成员的的对象的指针,或者返回某些其它值,在后一种情况下,代码出错。
//P446 习题14.20
ScreenPtr &ScreenPtr::operator=(const ScreenPtr &rhs)
{
++ rhs.ptr -> use; if (-- ptr->use == 0 )
{
delete ptr;
}
ptr = rhs.ptr; return *this;
}
//习题14.21
class NoName
{
public:
NoName(Screen *p):ptr(new ScreenPtr(p)){} ScreenPtr operator-> ()
{
return *ptr;
}
const ScreenPtr operator-> () const
{
return *ptr;
} private:
ScreenPtr *ptr;
};
//习题14.22
/*
*==操作符须要在类中声明
* friend bool operator==(const ScreenPtr &lhs,
const ScreenPtr &rhs);
*/
inline
bool operator==(const ScreenPtr &lhs,const ScreenPtr &rhs)
{
return lhs.ptr == rhs.ptr;
}
inline
bool operator!=(const ScreenPtr &lhs,const ScreenPtr &rhs)
{
return !(lhs == rhs);
}
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