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服务器之家 - 编程语言 - C/C++ - C++深入探究类与对象之友元与运算符重载

C++深入探究类与对象之友元与运算符重载

2022-11-16 15:42缘友一世 C/C++

友元就是让一个函数或者类，访问另一个类中的私有成员；打个比方，这相当于是说：朋友是值得信任的，所以可以对他们公开一些自己的隐私，运算符重载的实质就是函数重载或函数多态，运算符重载是一种形式的C++多态，目的

友元

生活中你的家有客厅(Public)，有你的卧室(Private),客厅所有来的客人都可以进去，但是你的卧室是私有的，也就是说只有你能进去,但是呢，你也可以允许你的好闺蜜好基友进去。

在程序里，有些私有属性也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术。

友元的目的就是让一个函数或者类访问另一个类中私有成员。

友元的关键字为: friend

友元的三种实现：

  • 全局函数做友元
  • 类做友元
  • 成员函数做友元

1 全局函数做友元

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class Building
{
    //告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容
    friend void goodGay(Building * building);
public:
    Building()
    {
        this->m_SittingRoom = "客厅";
        this->m_BedRoom = "卧室";
    }
public:
    string m_SittingRoom; //客厅
private:
    string m_BedRoom; //卧室
};
void goodGay(Building * building)
{
    cout << "好基友正在访问： " << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问： " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
    Building b;
    goodGay(&b);
}
int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

2 类做友元

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class Building;
class goodGay
{
public:
    goodGay();
    void visit();
private:
    Building *building;
};
class Building
{
    //告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容
    friend class goodGay;
public:
    Building();
public:
    string m_SittingRoom; //客厅
private:
    string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building()
{
    this->m_SittingRoom = "客厅";
    this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{
    building = new Building;
}
void goodGay::visit()
{
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
    goodGay gg;
    gg.visit();
}
int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

3 成员函数做友元

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class Building;
class goodGay
{
public:
    goodGay();
    void visit(); //只让visit函数作为Building的好朋友，可以发访问Building中私有内容
    void visit2();
private:
    Building *building;
};
class Building
{
    //告诉编译器  goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容
    friend void goodGay::visit();
public:
    Building();
public:
    string m_SittingRoom; //客厅
private:
    string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building()
{
    this->m_SittingRoom = "客厅";
    this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{
    building = new Building;
}
void goodGay::visit()
{
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void goodGay::visit2()
{
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    //cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
    goodGay  gg;
    gg.visit();
}
int main(){
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

运算符重载

运算符重载概念：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

1 加号运算符重载

作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

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class Person {
public:
    Person() {};
    Person(int a, int b)
    {
        this->m_A = a;
        this->m_B = b;
    }
    //成员函数实现 + 号运算符重载
    Person operator+(const Person& p) {
        Person temp;
        temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
        temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
        return temp;
    }
public:
    int m_A;
    int m_B;
};
//全局函数实现 + 号运算符重载
//Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
//  Person temp(0, 0);
//  temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
//  temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
//  return temp;
//}
//运算符重载 可以发生函数重载
Person operator+(const Person& p2, int val) 
{
    Person temp;
    temp.m_A = p2.m_A + val;
    temp.m_B = p2.m_B + val;
    return temp;
}
void test() {
    Person p1(10, 10);
    Person p2(20, 20);
    //成员函数方式
    Person p3 = p2 + p1;  //相当于 p2.operaor+(p1)
    cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;
    Person p4 = p3 + 10; //相当于 operator+(p3,10)
    cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl;
}
int main() {
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

总结1：对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的

总结2：不要滥用运算符重载

2 左移运算符重载

作用：可以输出自定义数据类型

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class Person {
    friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
public:
    Person(int a, int b)
    {
        this->m_A = a;
        this->m_B = b;
    }
    //成员函数 实现不了  p << cout 不是我们想要的效果
    //void operator<<(Person& p){
    //}
private:
    int m_A;
    int m_B;
};
//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {
    out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
    return out;
}
void test() {
    Person p1(10, 20);
    cout << p1 << "hello world" << endl; //链式编程
}
int main() {
    test();
    system("pause");
    return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

3 递增运算符重载

作用： 通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

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class MyInteger {
    friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:
    MyInteger() {
        m_Num = 0;
    }
    //前置++
    MyInteger& operator++() {
        //先++
        m_Num++;
        //再返回
        return *this;
    }
    //后置++
    MyInteger operator++(int) {
        //先返回
        MyInteger temp = *this; //记录当前本身的值，然后让本身的值加1，但是返回的是以前的值，达到先返回后++；
        m_Num++;
        return temp;
    }
private:
    int m_Num;
};
ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {
    out << myint.m_Num;
    return out;
}
//前置++ 先++ 再返回
void test01() {
    MyInteger myInt;
    cout << ++myInt << endl;
    cout << myInt << endl;
}
//后置++ 先返回 再++
void test02() {
    MyInteger myInt;
    cout << myInt++ << endl;
    cout << myInt << endl;
}
int main() {
    test01();
    //test02();
    system("pause");
    return 0;
}

总结： 前置递增返回引用，后置递增返回值

4 赋值运算符重载

c++编译器至少给一个类添加4个函数

  • 默认构造函数(无参，函数体为空)
  • 默认析构函数(无参，函数体为空)
  • 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
  • 赋值运算符 operator=, 对属性进行值拷贝

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

示例：

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class Person
{
public:
    Person(int age)
    {
        //将年龄数据开辟到堆区
        m_Age = new int(age);
    }
    //重载赋值运算符
    Person& operator=(Person &p)
    {
        if (m_Age != NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }
        //编译器提供的代码是浅拷贝
        //m_Age = p.m_Age;
        //提供深拷贝 解决浅拷贝的问题
        m_Age = new int(*p.m_Age);
        //返回自身
        return *this;
    }
    ~Person()
    {
        if (m_Age != NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }
    }
    //年龄的指针
    int *m_Age;
};
void test01()
{
    Person p1(18);
    Person p2(20);
    Person p3(30);
    p3 = p2 = p1; //赋值操作
    cout << "p1的年龄为：" << *p1.m_Age << endl;
    cout << "p2的年龄为：" << *p2.m_Age << endl;
    cout << "p3的年龄为：" << *p3.m_Age << endl;
}
int main() {
    test01();
    //int a = 10;
    //int b = 20;
    //int c = 30;
    //c = b = a;
    //cout << "a = " << a << endl;
    //cout << "b = " << b << endl;
    //cout << "c = " << c << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

5 关系运算符重载

**作用：**重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作

示例：

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class Person
{
public:
    Person(string name, int age)
    {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    };
    bool operator==(Person & p)
    {
        if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }
    bool operator!=(Person & p)
    {
        if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
        {
            return false;
        }
        else
        {
            return true;
        }
    }
    string m_Name;
    int m_Age;
};
void test01()
{
    //int a = 0;
    //int b = 0;
    Person a("孙悟空", 18);
    Person b("孙悟空", 18);
    if (a == b)
    {
        cout << "a和b相等" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "a和b不相等" << endl;
    }
    if (a != b)
    {
        cout << "a和b不相等" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "a和b相等" << endl;
    }
}
int main() {
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

6 函数调用运算符重载

  • 函数调用运算符 () 也可以重载
  • 由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
  • 仿函数没有固定写法，非常灵活

示例：

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class MyPrint
{
public:
    void operator()(string text)
    {
        cout << text << endl;
    }
};
void test01()
{
    //重载的（）操作符 也称为仿函数
    MyPrint myFunc;
    myFunc("hello world");
}
class MyAdd
{
public:
    int operator()(int v1, int v2)
    {
        return v1 + v2;
    }
};
void test02()
{
    MyAdd add;
    int ret = add(10, 10);
    cout << "ret = " << ret << endl;
    //匿名对象调用 
    cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}
int main() {
    test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

到此这篇关于C++深入探究类与对象之友元与运算符重载的文章就介绍到这了,更多相关C++友元内容请搜索服务器之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持服务器之家！

原文链接：https://blog.csdn.net/yang2330648064/article/details/124353287

  • C++
  • 运算符重载
  • 友元

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