内容思维导图

第11章 使用类

1. 操作符重载

• 操作符重载（Operator overloading）是一种形式的C++多态。第8章中用户能够定义多个名称相同但特征标（参数列表）不同的函数，这种称为函数重载（function overloading）或函数多态（functional polymorphism）。
• 要重载操作符，需使用被称为操作符函数的特殊函数形式，格式如下：

// op表示要重载的操作符，如operator +()
operator op(argument-list)

op必须是有效的C++操作符，不能虚构一个新的符号。

• 警告：不要返回指向局部变量或临时对象的引用。

• 操作符重载的限制

  • 1. 重载后的操作符必须至少有一个操作数是用户定义的类型，防止用户为标准类型重载操作符。
  • 2. 使用操作符时不能违反操作符原来的句法规则。同样，不能修改操作符的优先级。
  • 3. 不能定义新的操作符。
  • 4. 不能重载下面的操作符：
    • sizeof操作符
    • 成员操作符.
    • 成员指针操作符-*
    • 作用域解析操作符::
    • 条件操作符?:
    • typeid，一个RTTI操作符
    • 强制类型转换操作符：const_cast, dynamic_cast, reinterpret_cast, static_cast

• 只能通过成员函数进行重载的操作符

  • 1. 赋值操作符=
  • 2. 函数调用操作符()
  • 3. 下标操作符[]
  • 4. 通过指针访问类成员的操作符->

2. 友元简介

• 友元的3种类别
  • 1. 友元函数
  • 2. 友元类
  • 3. 友元成员函数
• 通过让函数成为类的友元，可赋予该函数与类成员函数相同的访问权限。
• 创建友元函数，将其原型放在类声明中，并在原型声明前加上关键字friend

friend Time operator*(double m, const Time & t) const;

1. operator*()函数是在类中声明，但它不是成员函数，不能用成员操作符来调用。
2. operator*()不是成员函数，但与成员函数的访问权限相同。
3. 函数定义不需要使用`friend`关键字，而且不是成员函数也不需要使用限定符`Time::`。

• <<操作符重载常见定义形式如下：

ostream& operator<<(ostream& os, className& obj)
{
    os << ...;  // 显示对象
    return os;
}

3. 操作符重载：作为成员函数还是非成员函数

• 使用成员函数和非成员函数重载的形式：

//---------声明：其中Time为一个类
// 成员函数版本
Time operator+(const Time& t) const;
// 友元函数版本
friend Time operator+(const Time& t1, const Time& t2);

//----------使用：其中T1, T2和T3都是Time对象
T1 = T2 + T3;
// 成员函数版本实际调用形式
T1 = T2.operator+(T3);
// 友元函数实际调用形式
T1 = operator+(T2, T3);

• 上述两种格式只能选择一种用来定义操作符，同时定义两种格式将被视为二义性错误。

4. 类的自动转换和强制类型转换

• 一个参数的构造函数的自动转换

// 构造函数
Stonewt(double lbs);
// 则可以使用double赋值
Stonewt myCat;
myCat = 19.6;    // C++使用19.6创建Stonewt临时对象然后赋值到myCat中。

• 使用explicit关键字关闭自动转换特性

explicit Stonewt(double lbs);  

Stonewt myCat;
myCat = 19.6;     // 不允许
myCat = Stonewt(19.6);   // 可以
myCat = (Stonewt)19.6;   // 可以

• 一个参数的构造函数可能存在的隐式转换（以Stonewt(double)为例）
  • 将Stonewt对象初始化为double值。
  • 将double值赋给Stonewt对象。
  • 将double值传递给接受Stonewt参数的函数时。
  • 返回值为Stonewt的函数试图返回一个double值时。
  • 上述任意一种情况下，使用可转换为double类型的内置类型。
• 转换函数的形式（TypeName为要转换的类型）：

// 转换函数的形式
operator TypeName();
// 示例
class Cat
{
    ...
public:
    // 转换函数
    operator int() const;
    operator double() const;
}

1. 转换函数必须是类方法。
2. 转换函数不能指定返回类型。
3. 转换函数不能有参数。