C++之常引用对象只能调用常成员函数、重载为成员函数和友元函数的区别

近日写了一道题，遇到了新bug，使博主对C++的逻辑严密性有了更深的体会，特写此博客。本文标题是对两个bug的总结，即本文内容分为两部分。

题目如下：

设计一个CShape抽象类，类中包含纯虚函数

从CShape类派生出三角形类CTriangle、矩形类CRectangle和椭圆类CEllipse

使用一个公共接口计算三角形对象、矩形对象和椭圆对象的面积

重载运算符>用于判断两个形状面积的大小，返回true或false

阅读完题目，显然CShape类中至少要包含计算面积的纯虚函数，再在派生出的形状类中重写计算面积的函数即可。题目最后一个要求是重载比较运算符>来实现判断两个形状面积的大小，由于形状具有随机性，且C++中允许类型兼容（即子类对象可以当做父类使用，子类可以赋给父类引用或父类指针），所以重载该运算符应该在基类CShape中进行，这样就可以实现对任意两个派生类对象进行比较。最后，每个派生类中都要添加足够描述形状特征的数据成员，只要有几何基础知识就知道该怎么做，这里就不赘述。根据以上分析，我初步写的代码如下：

#include<iostream>
#include<math.h>using namespace std;#define Pi 3.14159class CShape//抽象基类
{
public:virtual double area()=0;friend bool operator>(const CShape &a,const CShape &b){return a.area()>b.area();}
};class CTriangle:public CShape//三角形类
{
private://三条边长，半周长double a,b,c,p;
public:CTriangle(double m,double n,double l){a=m;b=n;c=l;p=(a+b+c)/2;}double area(){return sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));}
};class CRectangle:public CShape//矩形类
{
private://长，宽double a,b;
public:CRectangle(double m,double n){a=m;b=n;}double area(){return a*b;}
};class CEllipse:public CShape//椭圆形类
{
private://半长轴，半短轴double a,b;
public:CEllipse(double m,double n){a=m;b=n;}double area(){return Pi*a*b;}
};int main()
{//构造测试用例CTriangle a(3,4,5);CRectangle b(3,3);//结果应为falsecout<< boolalpha << (a>b) <<endl;return 0;
}

看起来没有毛病，但是编译器居然报错了，报错信息为：对象含有与成员函数CShape::area不兼容的类型限定符，对象类型是const CShape。

乍一看不明白这句话的意思，但是很显然问题出在area函数和重载运算符的参数类型上。强调对象类型是const CShape是有什么用意呢？我们知道，只要加上const关键字，就不能进行修改值（内存内容）的相关操作。那么传入重载运算符的两个常对象，都不能在重载运算符函数体内进行修改自身属性的操作。但是我写的area并没有修改对象属性啊，怎么会这样呢？后来我才知道，原来C++为了提高代码安全性，以及更好地预防误操作修改不允许修改的量，规定了这么一条规则：常对象只能调用常成员函数。常成员函数和一般的成员函数有什么区别呢？常成员函数的写法是"返回值类型函数名(函数参数)const"，与一般的成员函数相比末尾多了const，这个const的意思就是在函数体内不允许有修改对象属性的操作，也是一种保证，保证这个成员函数不会修改对象属性。于是bug如何解决就豁然开朗了，在所有定义area函数的代码行末尾加const就行了。修改后代码如下：

#include<iostream>
#include<math.h>using namespace std;#define Pi 3.14159class CShape
{
private:
public:virtual double area()const=0;//修改1friend bool operator>(const CShape &a,const CShape &b){return a.area()>b.area();}
};class CTriangle:public CShape
{
private:double a,b,c,p;
public:CTriangle(double m,double n,double l){a=m;b=n;c=l;p=(a+b+c)/2;}double area()const//修改2{return sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));}
};class CRectangle:public CShape
{
private:double a,b;
public:CRectangle(double m,double n){a=m;b=n;}double area()const//修改3{return a*b;}
};class CEllipse:public CShape
{
private:double a,b;
public:CEllipse(double m,double n){a=m;b=n;}double area()const//修改4{return Pi*a*b;}
};int main()
{CTriangle a(3,4,5);CRectangle b(3,3);cout<< boolalpha << (a>b) <<endl;return 0;
}

代码正常运行，bug1解决。然后我又想，能不能把比较运算符重载为成员函数而不是友元函数。于是我对代码再次做改动。此处只附上做了改动的代码：

class CShape
{
private:
public:virtual double area()const=0;bool operator>(const CShape &a,const CShape &b){return a.area()>b.area();}
};

编译器又报了错，报错信息为：此运算符函数的参数太多。

乍一看我又愣住了，参数何以太多？比较运算符要比较两个对象，必然需要两个参数啊。然后我意识到一件事：我已经把这个运算符重载为成员函数。何谓成员函数？就是只有属于成员函数所在的类的对象才能调用的函数。——就是说，我必须要用本类对象才能调用成员函数。举个例子，当我们重载运算符>为成员函数，执行a>b这个语句时，实际情况是对象a在调用这个函数。所以，运算符>前面的对象是不用传参的，学术一点、专业一点的说法就是第一个参数通过this指针隐式传递！那么这个bug如何解决就显而易见，删去参数列表第一个参数，并把函数体内第一个参数出现的地方改为this指针就行了。修改后代码如下：

class CShape
{
private:
public:virtual double area()const=0;bool operator>(const CShape &b){//两种写法都可以//return (*this).area()>b.area();return this->area()>b.area();}
};

代码正常运行，bug2解决。

最后，再总结一下重载运算符为友元函数和成员函数的区别：前者的本质是一个全局函数，后者的本质是只允许本类对象调用的成员函数；前者没有this指针，所以必须要传递所有参数，后者是成员函数，有this指针，不用也不应该传递第一个参数，同时要保证调用时第一个参数是本类对象；如果重载双目运算符，当运算符第一个参数不是本类对象时，只能重载为友元函数，如果希望实现双目运算符第一个参数既可以是本类对象，也可以不是本类对象，需要重载该运算符两次，一次重载为成员函数，一次重载为友元函数。比如：

//A泛指某个类，x泛指A类中某个数据成员
A operator+(float b)//实现支持a+1.2之类操作，且仅支持此类操作
{A a;a.x=(*this).x+b;return a;
}
//实现支持1.2+a之类操作，且仅支持此类操作
friend A operator+(float b,A a)
{A c;c.x=b+a.x;return c;
}

C++之常引用对象只能调用常成员函数、重载为成员函数和友元函数的区别相关推荐

常对象只能调用常函数成员 c++
关于常对象只能调用常函数成员,不能调用非const 函数成员问题,我有点想法就是我想到的一个角度来解释为什么. 你看,常函数成员的特性就是要在函数后面加一个const 修饰关键字以 int g ...
const对象只能调用const成员函数、不能调用非const成员函数；非const对象可以调用const成员函数
引发原因: 由调用成员函数时隐式传入的当前对象的this指针引起. 1. 非const成员函数中的隐式参数:classA* this 2. const成员函数中的隐式参数:const classA* ...
C++中的常引用、常对象、常函数、常数据成员
1.常引用用const声明的引用就是常引用.常引用所引用的对象不能被更改.经常见到的是常引用作为函数的形参,这样不会发生对实参的误修改.常引用的声明形式为:const 类型说明符 &引用名. ...
【C++---16】常指针和常引用
Coordinate coor1(3,5); //定义一个普通对象const Coordinate &coor2 = coor1; //coor2是对象的常引用const Coordinate ...
C++基础知识 —— 内存分区模型、引用、函数重载、类和继承、this指针、友元、多态、文件操作
参考黑马程序员 C++课程笔记,个人理解及整理可以使用在线编译c++代码来简单验证.学习代码目录 C++核心编程 1. 内存分区模型 1.1 程序运行前 1.2 程序运行后 1.3 ...
c++从入门到精通——面向对象初探以及友元函数、对象
面向对象每个对象内存地址独一无二,空对象分配一个字节空间 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include<iostream> using namespa ...
常引用、常对象和对象的常成员
常引用用const声明的引用就是常引用.常引用所引用的对象不能被更改.我们经常见到的是常引用作为函数的形参,这样不会发生对实参的误修改. 常引用的声明形式为:const 类型说明符 &引用名 ...
C++中的常对象与常引用
目录一.常对象二.用const修饰的类对象 1.常成员函数声明注意三.常引用 1.声明 2.应该在何时使用: 1.在函数中无需改变其值的参数,应该使用常引用. 2.复制构造函数的参数一般也宜 ...
【C++基础知识】常成员函数，常引用
文章目录 const修饰类的成员函数--常成员函数常引用常成员函数和普通成员函数的访问特性比较 const修饰类的成员函数–常成员函数将const修饰的类成员函数称之为const成员函数,con ...

C++之常引用对象只能调用常成员函数、重载为成员函数和友元函数的区别

C++之常引用对象只能调用常成员函数、重载为成员函数和友元函数的区别相关推荐

最新文章

热门文章