【C++】运算符重载案例 - 字符串类 ② ( 重载等号 = 运算符 | 重载数组下标 [] 操作符 | 完整代码示例 )

电玩女神 2024-02-23 01:49 54阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、重载 等号 = 运算符
 *   *  1、等号 = 运算符 与 拷贝构造函数
     *  2、重载 等号 = 运算符 - 右操作数为 String 对象
     *  3、不同的右操作数对应的 重载运算符函数
 *  二、重载 下标 \[\] 运算符
 *  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
     *  4、执行结果

## 一、重载 等号 = 运算符 ##

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

### 1、等号 = 运算符 与 拷贝构造函数 ###

等号 = 操作符 的 作用是 使用一个现有对象 为 另外一个现有对象赋值 ;

*  注意与 拷贝构造函数 区分 , 拷贝构造函数是 使用一个先有对象 为 一个新的对象进行初始化 ;
 *  下面的代码中 , 分别调用 等号操作符 和 拷贝构造函数 ;

String s1, s2;
    s1 = s2;		// 这是使用 等号操作符 进行运算
    String s3 = s2; // 这是使用 拷贝构造函数

### 2、重载 等号 = 运算符 - 右操作数为 String 对象 ###

**使用 成员函数 实现 重载 等号 = 运算符 :**

*  **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 ,
    
     *   2 2 2 个对象 `Student s1, s2` 之间进行 等号运算 , 使用一个现有对象 为 另外一个现有对象赋值 ;
     *  使用时用法为 `s1 = s2` ;
     *  函数名是 `operator=` ;

operator=

*  **然后 ,** 根据操作数 写出函数参数 , 参数一般都是 对象的引用 ; 
    
     *  等号运算符 使用时用法为 `s1 = s2` ;
     *  ***左操作数 :*** 其中 左操作数 是 s1 , 这里通过 this 指针调用 , 不需要声明在参数中 ;
     *  ***右操作数 - 情况 ① :*** 右操作数 也是 String 对象 ; 该操作数需要声明在参数中 , 注意 普通数据类型 直接声明 , 对象数据类型 需要声明 为 引用类型 ;
     *  上述两个是对象类型 , 对象一般传入 指针 或 引用 , 由于是基础数据类型 , 这里传入基础数据类型 ; 如果是 对象类型 , 则传入引用 ;
     *  ***右操作数 - 情况 ② :*** 还有一种情况是 `s1 = "Tom"` 的用法 , 这样 右操作数 是 char\* 类型的字符串 ;

operator=(const String& s)	// 传入 String 对象 , 使用 const 修饰参数 , 防止传入的对象被修改
    operator=(const char* p)	// 传入字符串值

*  **再后 ,** 根据业务完善返回值 , 返回值可以是 引用 / 指针 / 元素 ; 
    
     *  此处返回值返回 String& 对象引用 , 可用于其它链式调用 ;
     *  如果返回 String 对象 , 则是一次性的匿名对象 ;

String& operator=(const String& s)	// 传入 String 对象 , 使用 const 修饰参数 , 防止传入的对象被修改
    String& operator=(const char* p)	// 传入字符串值

*  **最后 ,** 实现函数体 , 编写具体的运算符操作业务逻辑 ; 
    
     *  先把本对象已分配的内存释放掉 ;
     *  再进行赋值操作 ;

### 3、不同的右操作数对应的 重载运算符函数 ###

**不同的右操作数对应的 重载运算符函数 :**

*  **右操作数是 String 对象的情况 :**

// 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;
    }

*  **右操作数为 字符串指针 的情况 :**

// 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;
    }

## 二、重载 下标 \[\] 运算符 ##

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

**使用 成员函数 实现 重载 下标 \[\] 运算符 :**

*  **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 ,
    
     *  下标 \[\] 运算符 , 使用时用法为 `s[10]` ;
     *  重载 下标 \[\] 运算符 函数名是 `operator[]` ;

operator[]

*  **然后 ,** 根据操作数 写出函数参数 , 参数一般都是 对象的引用 ; 
    
     *  下标 运算符 使用时用法为 `s[10]` ;
     *  ***左操作数 :*** 其中 左操作数 是 s 对象 , 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 int 类型 索引值 ;

operator[](int i)

*  **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 char 类型的 , 返回具体字符串指定索引的 char 类型字符 ;
     *  char 字符是内存中的一个地址中的值 , 这里返回引用类型 ;

char& operator[](int i)

*  **最后 ,** 实现函数体 , 编写具体的运算符操作业务逻辑 ;

// 重载 数组下标 [] 操作符
    char& String::operator[](int i)
    {
        
    	// 直接返回对应 i 索引字符
    	return this->m_p[i];
    }

## 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);
    
    	// 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);
    
    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(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(m_p, p);
    	}
    	cout << "调用有参构造函数" << endl;
    };
    
    // 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];
    }

### 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];
    
    
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

### 4、执行结果 ###

**执行结果 :**

调用无参构造函数
    调用有参构造函数
    调用拷贝构造函数
    调用重载 等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const String& s)
    调用重载 等号 = 操作符函数 String& String::operator=(const char* p)
    调用重载 下标 [] 操作符函数 char& String::operator[](int i)

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