友元函數 運算符重載 const static

1、友元函數

  在類中一般的成員函數具備：

  (1)、該函數能訪問類中的私有部分

  (2)、該函數位于類的作用域之中

  (3)、該函數必須經由一個對象去激活，也就是說有一個this指針；

  友元函數不同之處：

  (1)、在#include<iostream> using namespace std;的前提下，必須的類外先聲明；

class Test;
  void fun();    //有元函數的聲明

  但是在#include<iostream.h>中不用這個有元函數的聲明；這是早期頭文件的包含。

  (2)、在類內必須聲明是朋友，friend(關鍵字)，函數聲明

class Test{
  friend void fun();  //朋友沒有公有，私有，保護之分，所以限定修飾符在這不起任何作用
}；

(3)、在類外實現方法的定義，此時不用再加friend了；

void fun(){
  ..........
}

  有元函數具有的特性：該函數能訪問類的私有數據；不是該類的成員函數，也不需要對象驅動；

  還有友元類，跟其使用一樣，類中所有函數均可調用其朋友的私有數據；

2、運算符的重載(個人認為C++中運算符的重載很有用，也很重要)

  相當于函數的調用，對其的另一種更加人文化的解釋，并告訴 C++編譯器，遇到該重載運算符時調用此函數。

  定義運算符重載的一般格式：

  返回值類型 類名：：operator重載的運算符(參數列表)；

  假如出現復數類：

    Complex{
    public:
        .....
    private:
        int real;
        int p_w_picpath;
    }；

    //主函數中：
    Complex t1(1, 2);
    Complex t2(2, 3);
    Complex t3;
    t3 = t1 + t2;

  此時t1和t2的類型不定，就得對+進行運算符的重載；使其更符合人文化，其本質不變，t1.operator+(t2);

  對象的類型不定，編譯器不知道怎么輸出，自己就得對<<和>>運算符進行重載，以達到輸出對象的目的。還必須是友元函數；

class Complex;    //這是第一步，類外聲明。
    ostream& operator<<(ostream &out, const Complex &c);
    istream& operator>>(istream &in, Complex &c);
    
class Complex{   //這是第二步，對其在類內說明是朋友。
    friend ostream& operator<<(ostream &out, const Complex &c);
    friend istream& operator>>(istream &in, Complex &c);
};
  
ostream& operator<<(ostream &out, const Complex &c){
    out<<"("<<c.m_real<<","<<c.m_imag<<")";
    return out;   //這是第三步，在類外進行定義。
}
istream& operator>>(istream &in, Complex &c){
    in>>c.m_real>>c.m_imag;
    return in;
}

關于這個<<對應一個要輸出的值，在定義時，不用endl,回車。

對于Complate類的補充，t1 = t2 + 10;  //成員方法重載即可。內部有一個隱藏參數

     t1 = 10 + t2;  //沒有對象驅動，還要10.operator+(t2);是錯的，所以此時用友元函數，傳兩個參數就是有兩個參數。

運算符的重載要注意：

  (1)、operator后面是一個合法的運算符，將右操作數做為函數的實參；

  (2)、++ --前后的問題，用函數重載區分，后加的(int)參數；

  (3)、?:  .   .*  ::  sizeof不能重載，其它的應該都可以進行重載；

例1：++i 和 i++有什么區別？

  對其進行重載，如下：

#include<iostream>
using namespace std;

class Int;
ostream& operator<<(ostream &out, const Int &s);

class Int{
    friend ostream& operator<<(ostream &out, const Int &s);
public:
    Int(int m = 0) : t(m){}
    ~Int(){}
public:
    Int& operator++()//++t  先加1，再將此對象的引用返回
    {
        t++;
        return *this;
    }
    Int operator++(int) //t++ 后加的要有一個參數int區分，
    {
        Int tmp(t);    //創建一個臨時對象，
        t++;           //原有對象加了一下，
        return tmp;    //返回臨時對象，后加。
    }
private:
    int t;
};

ostream& operator<<(ostream &out, const Int &s){
    out<<s.t;
    return out;
}
int main(void){
    Int t1(6);
    Int t2;
    Int t3;

    t2 = ++t1;
    cout<<"t1 = "<<t1<<", t2 = "<<t2<<endl;  //對輸出運算符重載了，才能輸出對象。
    t3 = t1++;
    cout<<"t1 = "<<t1<<", t3 = "<<t3<<endl;

    return 0;
}

運行結果如下：

  從結果可以看出，確是實現了，這塊的本質是運算符對++的重載。

  前加，返回的是引用，后加還得調用構造函數和拷貝構造；所以前加++i;效率更高，運行速度也更快。

例2、String類

#include<iostream>
#include<string.h>
#include<assert.h>
using namespace std;

class String;
ostream& operator<<(ostream &out, const String &str);

class String{
    friend ostream& operator<<(ostream &out, const String &str);
public:
    String(const char *str = ""){
        if(str == NULL){
            data = new char[1];
            data[0] = 0;
        }else{
            data = new char[strlen(str) + 1];
            strcpy(data, str);
        }
    }
    //String(const String &str){}
    String& operator=(const String &str){
        if(this != &str){
            delete []data;
            data = new char[strlen(str.data) + 1];
            strcpy(data, str.data);
        }

        return *this;
    }
    ~String(){
        delete []data;
    }
public:
    String operator+(const String &str){
        char *tmp;

        tmp = new char[strlen(data) + strlen(str.data) + 1];
        strcpy(tmp, data);
        strcat(tmp, str.data);

        return String(tmp);
    }
    void operator+=(const String &str){
        char *new_data = new char[strlen(data) + strlen(str.data) + 1];
        strcpy(new_data, data);
        strcat(new_data, str.data);
        delete []data;
        data = new_data;
/*
        realloc(data, strlen(data) + strlen(str.data) + 1); //此時對原有的數組空間進行動態擴長，
             // 給誰擴長    加上原先，一共要有多長        即原有值不變。
        strcat(data, str.data);
*/
    }
    char operator[](int pos){
        assert(pos >= 0 && pos < strlen(data));
        return data[pos];
    }
    char operator*(){
        return data[0];
    }
    bool operator==(const String &str){
        return strcmp(data, str.data) ? false : true;
    }
    bool operator!=(const String &str){
        return !(*this == str);  //調用==這個編寫過的函數
    }
private:
    char *data;
};

ostream& operator<<(ostream &out, const String &str){
    out<<str.data;
    return out;
}

int main(void){
    String s1("hello");
    String s2("world");
    String s3;

    s3 = s1 + s2;
    cout<<s3<<endl;
    s1 += s2;
    cout<<s1<<endl;
    cout<<s1[1]<<endl;
    cout<<*s1<<endl;
    if(s1 == s3){
        cout<<"相等"<<endl;
    }else{
        cout<<"不相等"<<endl;
    }
    if(s1 != s3){
        cout<<"不相等"<<endl;
    }else{
        cout<<"相等"<<endl;
    }
    return 0;
}

對其+，+=，[]，*，==，！=進行了運算符的重載，結果如下：

3、const和static

  在C++中const是非常重要的，現在說明常函數之間的關系：普通函數可以調用常函數，常函數不能調用普通函數(因為沒有this)；

  void fun()const{}

  void fun(){}          //一個有const，一個沒有，參數類型不一樣，所以這是函數的重載！

  static在C++中有成員和方法，靜態成員的在類外初始化；類的靜態成員為所有對象所共享。

  靜態方法： (1)、可以調用該類的私有成員，(2)、應該位于類的作用域之中；(3)、類名直接調用，可以不用方法；

  靜態方法只能調用靜態成員，和靜態函數；非靜態的可以調用靜態成員或方法。