【C++】运算符重载案例 - 字符串类 ⑤ ( 重载大于＞运算符 | 重载小于＜运算符 | 重载右移＞＞运算符 - 使用全局函数重载 | 代码示例 )

绝地灬酷狼 2024-02-23 01:29 81阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、重载 大于号 / 小于号 运算符 - 使用成员函数重载
 *   *  1、重载 大于 > 运算符
     *  2、重载 小于 < 运算符
 *  二、重载 右移 >> 运算符 - 使用全局函数重载
 *  三、完整代码示例
 *   *  1、String.h 类头文件
     *  2、String.cpp 类实现
     *  3、Test.cpp 测试类

## 一、重载 大于号 / 小于号 运算符 - 使用成员函数重载 ##

--------------------

### 1、重载 大于 > 运算符 ###

**使用 成员函数 实现 等于判断 == 运算符重载 :**

*  **首先 ,** 写出函数名 , 函数名规则为 " operate " 后面跟上要重载的运算符 ,
    
     *  要对 String a , b 对象对比操作 , 使用 大于 > 运算符 , 使用时用法为 a > b ;
     *  函数名是 `operate>` ;

operate>

*  **然后 ,** 根据操作数 写出函数参数 , 参数一般都是 对象的引用 ; 
    
     *  要对 String a , b 对象对比操作 , 使用 大于 > 运算符 , 使用时用法为 a > b ;
     *  ***左操作数 :*** 其中 左操作数 是 String a , 这里通过 this 指针调用 , 不需要声明在参数中 ;
     *  ***右操作数 :*** 右操作数 是 String b ; 该操作数需要声明在参数中 , 注意需要声明 引用类型 ;
     *  上述两个是对象类型 , 对象一般传入 指针 或 引用 , 这里传入引用类型 ;

operator>(String& s)

*  **再后 ,** 根据业务完善返回值 , 返回值可以是 引用 / 指针 / 元素 ; 
    
     *  此处返回值是 bool 类型 , 返回 true 或者 false 布尔值即可 ;

bool operator>(String& s)

*  **最后 ,** 实现函数体 , 编写具体的运算符操作业务逻辑 ; 
    
     *  将 String 类比较转为 字符串比较 ;
     *  使用 strcmp 函数进行 字符串比较 ;

// 重载 大于 > 运算符
    bool String::operator>(String& s)
    {
        
    	// 将 String 类比较转为 字符串比较 
    	// 大于 和 小于 区别是 参数顺序不同的区别
    	return strcmp(this->m_p, s.m_p);
    }

### 2、重载 小于 < 运算符 ###

**使用 成员函数 实现 小于 < 运算符重载 :**

*  **首先 ,** 写出函数名 , 函数名规则为 " operate " 后面跟上要重载的运算符 ,
    
     *  要对 String a , b 对象对比操作 , 使用 小于 < 运算符 , 使用时用法为 a < b ;
     *  函数名是 `operate<` ;

operate<

*  **然后 ,** 根据操作数 写出函数参数 , 参数一般都是 对象的引用 ; 
    
     *  要对 String a , b 对象对比操作 , 使用 小于 < 运算符 , 使用时用法为 a < b ;
     *  ***左操作数 :*** 其中 左操作数 是 String a , 这里通过 this 指针调用 , 不需要声明在参数中 ;
     *  ***右操作数 :*** 右操作数 是 String b ; 该操作数需要声明在参数中 , 注意需要声明 引用类型 ;
     *  上述两个是对象类型 , 对象一般传入 指针 或 引用 , 这里传入引用类型 ;

operator<(String& s)

*  **再后 ,** 根据业务完善返回值 , 返回值可以是 引用 / 指针 / 元素 ; 
    
     *  此处返回值是 bool 类型 , 返回 true 或者 false 布尔值即可 ;

bool operator<(String& s)

*  **最后 ,** 实现函数体 , 编写具体的运算符操作业务逻辑 ; 
    
     *  将 String 类比较转为 字符串比较 ;
     *  使用 strcmp 函数进行 字符串比较 ;

// 重载 小于 < 运算符
    bool String::operator<(String& s)
    {
        
    	// 将 String 类比较转为 字符串比较
    	// 大于 和 小于 区别是 参数顺序不同的区别
    	return strcmp(s.m_p, this->m_p);
    }

## 二、重载 右移 >> 运算符 - 使用全局函数重载 ##

--------------------

左移 << 操作符 cout << s << endl , 是将 s 对象输出到 cout 标准输出流中 ;

右移 >> 操作符 cin << s , 是将 标准输入流 cin 中的内容输入到 s 对象中 ;

**使用 成员函数 实现 右移 >> 运算符 重载 :**

*  **首先 ,** 写出函数名 , 函数名规则为 " operate " 后面跟上要重载的运算符 ,
    
     *  要对 String a , b 对象对比操作 , 使用 右移 >> 运算符 , 使用时用法为 a >> b ;
     *  函数名是 `operate>>` ;

operate>>

*  **然后 ,** 根据操作数 写出函数参数 , 参数一般都是 对象的引用 ; 
    
     *  要对 String a , b 对象对比操作 , 使用 右移 >> 运算符 , 使用时用法为 a >> b ;
     *  ***左操作数 :*** 其中 左操作数 是 String a , 这里通过 this 指针调用 , 不需要声明在参数中 ;
     *  ***右操作数 :*** 右操作数 是 String b ; 该操作数需要声明在参数中 , 注意需要声明 引用类型 ;
     *  上述两个是对象类型 , 对象一般传入 指针 或 引用 , 这里传入引用类型 ;

operator>>(String& s)

*  **再后 ,** 根据业务完善返回值 , 返回值可以是 引用 / 指针 / 元素 ; 
    
     *  此处返回值是 istream& , 返回引用类型 , 可以进行链式调用 ;

istream& operator>>(String& s)

*  **最后 ,** 实现函数体 , 编写具体的运算符操作业务逻辑 ;

// 全局函数 中实现 String 右移运算符重载
    // 返回 istream& 引用类型 , 是为了支持链式调用 cin >> s1 >> endl;
    istream& operator>>(istream& in, String& s)
    {
        
    	cin >> s.m_p;
    	return in;
    }

在 String 内部类中 , 将 上述 全局函数 声明为 String 的 友元函数 ;

// 使用 全局函数 实现 右移运算符 >> 重载
    	// 将全局函数 声明为 String 的友元函数
    	friend istream& operator>>(istream& in, String& s);

## 三、完整代码示例 ##

--------------------

### 1、String.h 类头文件 ###

#pragma once
    
    #include "iostream"
    using namespace std;
    
    class String
    {
        
    public:
    	// 默认的无参构造函数
    	String();
    
    	// 有参构造函数 , 接收一个 char* 类型字符串指针
    	String(const char* p);
    
    	// 有参构造函数 , 接收 int 类型值 , 表示字符串大小
    	String(int len);
    
    	// 拷贝构造函数 , 使用 String 对象初始化 对象值
    	String(const String& s);
    
    	// 析构函数
    	~String();
    
    public:
    	// 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 String 对象的情况
    	String& operator=(const String& s);
    
    	// 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 字符串常量值 的情况
    	String& operator=(const char* p);
    
    	// 重载 数组下标 [] 操作符
    	char& operator[](int i);
    
    	// 重载 双等号 == 运算符
    	bool operator==(String& s);
    
    	// 重载 不等号 != 运算符
    	bool operator!=(String& s);
    
    	// 重载 大于 > 运算符
    	bool operator>(String& s);
    
    	// 重载 小于 < 运算符
    	bool operator<(String& s);
    
    	// 使用 全局函数 实现 左移运算符 << 重载
    	// 将全局函数 声明为 String 的友元函数
    	friend ostream& operator<<(ostream& out, String& s);
    
    	// 使用 全局函数 实现 右移运算符 >> 重载
    	// 将全局函数 声明为 String 的友元函数
    	friend istream& operator>>(istream& in, String& s);
    
    public:
    	// 获取私有成员 char* m_p
    	char* str();
    
    	// 获取私有成员 int m_len
    	int len();
    
    private:
    	// 字符串长度 , 不包括 '\0'
    	// 内存占用空间大小 = 字符串长度 + 1
    	int m_len;
    
    	// 字符串指针, 指向堆内存中的字符串
    	char* m_p;
    };

### 2、String.cpp 类实现 ###

// 使用 strcpy 函数报错
    // error C4996: 'strcpy': This function or variable may be unsafe. 
    // Consider using strcpy_s instead. 
    // To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS. 
    // See online help for details.
    #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    
    #include "String.h"
    
    // 默认的无参构造函数
    String::String()
    {
        
    	// 默认构造一个空字符串 , 字符串长度为 0 
    	// 但是 , 字符串指针 指向的内存空间大小是 1 , 内容是 '\0'
    	m_len = 0;
    
    	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
    	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
    	m_p = new char[m_len + 1];
    
    	// 拷贝空字符串到 m_p 指向的内存中
    	strcpy(m_p, "");
    
    	cout << "调用无参构造函数" << endl;
    }
    
    // 有参构造函数 , 接收一个 char* 类型字符串指针
    String::String(const char* p)
    {
        
    	if (p == NULL)
    	{
        
    		// 默认构造一个空字符串 , 字符串长度为 0 
    		// 但是 , 字符串指针 指向的内存空间大小是 1 , 内容是 '\0'
    		this->m_len = 0;
    
    		// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
    		// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
    		this->m_p = new char[this->m_len + 1];
    
    		// 拷贝空字符串到 m_p 指向的内存中
    		strcpy(this->m_p, "");
    	}
    	else
    	{
        
    		// 获取传入字符串的长度
    		// 但是 , 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
    		this->m_len = strlen(p);
    
    		// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
    		// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
    		this->m_p = new char[this->m_len + 1];
    
    		// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
    		strcpy(this->m_p, p);
    	}
    	cout << "调用有参构造函数" << endl;
    }
    
    // 有参构造函数 , 接收 int 类型值 , 表示字符串大小
    String::String(int len)
    {
        
    	if (len == 0)
    	{
        
    		// 默认构造一个空字符串 , 字符串长度为 0 
    		// 但是 , 字符串指针 指向的内存空间大小是 1 , 内容是 '\0'
    		this->m_len = 0;
    
    		// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
    		// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
    		this->m_p = new char[this->m_len + 1];
    
    		// 拷贝空字符串到 m_p 指向的内存中
    		strcpy(this->m_p, "");
    	}
    	else
    	{
        
    		// 获取传入字符串的长度
    		// 但是 , 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
    		this->m_len = len;
    
    		// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
    		// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
    		this->m_p = new char[this->m_len + 1];
    
    		// 将内存空间设置为 0 内容
    		memset(this->m_p, 0, this->m_len);
    	}
    };
    
    // 拷贝构造函数 , 使用 String 对象初始化 对象值
    String::String(const String& s)
    {
        
    	// 拷贝字符串长度
    	// 注意 : 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
    	this->m_len = s.m_len;
    
    	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
    	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
    	this->m_p = new char[this->m_len + 1];
    
    	// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
    	strcpy(this->m_p, s.m_p);
    
    	cout << "调用拷贝构造函数" << endl;
    }
    
    // 析构函数
    String::~String()
    {
        
    	if (this->m_p != NULL)
    	{
        
    		// 之前使用 new 分配的内存
    		// 释放内存就需要使用 delete 
    		// 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 释放
    		delete[] this->m_p;
    
    		// 设置指针指为空 , 避免出现野指针
    		this->m_p = NULL;
    
    		// 设置字符串长度为 0
    		this->m_len = 0;
    	}
    }
    
    // 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 String 对象的情况
    String& String::operator=(const String& s)
    {
        
    	// 先处理本对象已分配的内存
    	if (this->m_p != NULL)
    	{
        
    		// 之前使用 new 分配的内存
    		// 释放内存就需要使用 delete 
    		// 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 释放
    		delete[] this->m_p;
    
    		// 设置指针指为空 , 避免出现野指针
    		this->m_p = NULL;
    
    		// 设置字符串长度为 0
    		this->m_len = 0;
    	}
    
    	// 拷贝字符串长度
    	// 注意 : 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
    	this->m_len = s.m_len;
    
    	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
    	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
    	this->m_p = new char[this->m_len + 1];
    
    	// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
    	strcpy(this->m_p, s.m_p);
    
    	cout << "调用重载 等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const String& s)" << endl;
    
    	return *this;
    }
    
    // 重载等号 = 操作符 , 右操作数是 字符串常量值 的情况
    String& String::operator=(const char* p)
    {
        
    	// 先处理本对象已分配的内存
    	if (this->m_p != NULL)
    	{
        
    		// 之前使用 new 分配的内存
    		// 释放内存就需要使用 delete 
    		// 使用 malloc 分配的内存需要使用 free 释放
    		delete[] this->m_p;
    
    		// 设置指针指为空 , 避免出现野指针
    		this->m_p = NULL;
    
    		// 设置字符串长度为 0
    		this->m_len = 0;
    	}
    
    	// 拷贝字符串长度
    	// 注意 : 字符串指针 指向的内存空间大小需要 +1 , 内容是 '\0'
    	this->m_len = strlen(p);
    
    	// 使用 new 关键字为 char* m_p; 指针分配内存
    	// 对于基础数据类型 new 等同于 malloc
    	this->m_p = new char[this->m_len + 1];
    
    	// 拷贝字符串到 m_p 指向的内存中
    	strcpy(this->m_p, p);
    
    	cout << "调用重载 等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const char* p)" << endl;
    
    	return *this;
    }
    
    // 重载 数组下标 [] 操作符
    char& String::operator[](int i)
    {
        
    	cout << "调用重载 下标 [] 操作符函数 char& String::operator[](int i)" << endl;
    
    	// 直接返回对应 i 索引字符
    	return this->m_p[i];
    }
    
    // 重载 双等号 == 运算符
    bool String::operator==(String& s)
    {
        
    	// 首先判断数组长度是否相等
    	if (this->m_len != s.m_len)
    	{
        
    		return false;
    	}
    
    	for (size_t i = 0; i < this->m_len; i++)
    	{
        
    		// 只要有一个元素不相等, 整个数组就不相等
    		if (this->m_p[i] != s.m_p[i])
    		{
        
    			return false;
    		}
    	}
    	return true;
    }
    
    // 重载 不等号 != 运算符
    bool String::operator!=(String& s)
    {
        
    	// 首先判断数组长度是否相等
    	if (this->m_len != s.m_len)
    	{
        
    		return false;
    	}
    
    	for (size_t i = 0; i < this->m_len; i++)
    	{
        
    		// 只要有一个元素不相等, 整个数组就不相等
    		if (this->m_p[i] != s.m_p[i])
    		{
        
    			return false;
    		}
    	}
    	return true;
    }
    
    // 重载 大于 > 运算符
    bool String::operator>(String& s)
    {
        
    	// 将 String 类比较转为 字符串比较 
    	// 大于 和 小于 区别是 参数顺序不同的区别
    	return strcmp(this->m_p, s.m_p);
    }
    
    // 重载 小于 < 运算符
    bool String::operator<(String& s)
    {
        
    	// 将 String 类比较转为 字符串比较
    	// 大于 和 小于 区别是 参数顺序不同的区别
    	return strcmp(s.m_p, this->m_p);
    }
    
    // 获取私有成员 char* m_p
    char* String::str()
    {
        
    	return this->m_p;
    }
    
    // 获取私有成员 int m_len
    int String::len()
    {
        
    	return this->m_len;
    }
    
    // 全局函数 中实现 String 左移运算符重载
    // 返回 ostream& 引用类型 , 是为了支持链式调用 cout << s1 << endl;
    ostream& operator<<(ostream& out, String& s)
    {
        
    	cout << "调用重载 左移 << 操作符函数 ostream& operator<<(ostream& out, String& s)" << endl;
    
    	// 在函数体中将 String 对象的 m_p 指针指向的数据输出到 out 输出流中
    	out << s.m_p  << endl;
    
    	// 该返回值还需要当左值使用
    	return out;
    }
    
    // 全局函数 中实现 String 右移运算符重载
    // 返回 istream& 引用类型 , 是为了支持链式调用 cin >> s1 >> endl;
    istream& operator>>(istream& in, String& s)
    {
        
    	cin >> s.m_p;
    	return in;
    }

### 3、Test.cpp 测试类 ###

#include "iostream"
    using namespace std;
    
    // 导入自定义的 String 类
    #include "String.h"
    
    int main() {
        
    
    	// 调用无参构造函数
    	String s1;
    
    	// 调用有参构造函数
    	String s2("Tom");
    
    	// 调用拷贝构造函数
    	String s3 = s2;
    
    	// 调用重载的等号运算符函数, 右操作数是 String 对象
    	s1 = s2;
    
    	// 调用重载的等号运算符函数, 右操作数是 字符串常量值 , char* 指针类型
    	s3 = "Jerry";
    
    	// 调用重载的下标运算符函数
    	char c = s3[3];
    
    	// 调用 重载的 左移运算符 函数
    	cout << s3 << endl;
    
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }