【C++类和对象】const成员函数及流插入提取

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前面我们学习过六大默认成员函数中的四个——构造函数与析构函数以及拷贝构造与赋值运算符重载，今天我们继续学习剩下的成员函数——取地址与const取地址操作符重载。

1.const成员函数

const成员函数是指在函数声明和定义时使用const关键字修饰的成员函数。使用const修饰的成员函数不能修改类的成员变量，也不能调用非const成员函数。
const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数隐含的this指针,表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。
const成员函数的声明语法为：void functionName() const;

在const成员函数中，对成员变量的修改会导致编译错误。例如：

class MyClass {
public:void modifyVar() const {myVar = 5; // 编译错误}
private:int myVar;
};

在使用const对象调用const成员函数时，会调用const版本的函数。而使用非const对象调用const成员函数时，会调用非const版本的函数。例如：

class MyClass {
public:void nonConstFunc() {// do something}void constFunc() const {// do something}
};
//上面这两个函数构成函数重载意义在于不同对象调用不同的函数
int main() {MyClass obj1;const MyClass obj2;obj1.nonConstFunc(); // 调用非const版本的函数obj2.constFunc(); // 调用const版本的函数obj2.nonConstFunc(); // 编译错误，const对象不能调用非const版本的函数return 0;
}

const成员函数的作用是保证在函数内部不会修改类的成员变量，从而更好地实现了类的封装性和安全性。

注意:

const成员函数内不可以调用其它的非const成员函数

在const成员函数内是不允许调用非const成员函数的。因为const成员函数被声明为const，它承诺了不会修改类的成员变量。如果在const成员函数内部调用非const成员函数，那么就可能会导致成员变量的被修改，违反了const成员函数的约定。

非const成员函数内可以调用其它的const成员函数

非const成员函数内可以调用其他的const成员函数。const成员函数表示该函数不会修改类的成员变量，因此在非const成员函数内调用const成员函数是安全的。

const对象不可以调用非const成员函数

const对象的成员函数被隐式地视为const成员函数，因此只能调用const成员函数，而不能调用非const成员函数。

非const对象可以调用const成员函数

总结：
只读函数可以加const，其内部不涉及修改生成，便于const和非const对象的调用；而涉及对象修改生成的函数就不可以加const。

2.取地址以及const取地址操作符重载

这两个默认成员函数一般不用重新定义，编译器默认会生成；
在C++中，使用&操作符可以取得一个对象的地址。对于const对象，也可以使用&操作符来取得其地址；
在C++中，可以重载&操作符，假设有一个类Date，可以在类中重载&操作符，如下所示：

class Date
{ 
public :Date* operator&(){return this ;}const Date* operator&()const{return this ;}
private :int _year ; // 年int _month ; // 月int _day ; // 日
};

这两个运算符一般不需要自己去写，使用编译器生成的默认取地址的函数即可，只有特殊情况，才需要手动生成，比如想让别人获取到指定的内容就可以自己定义返回的指针。

3.流插入流提取运算符重载

在C++中，可以通过重载流插入流提取运算符（<< 和 >>）来自定义输入输出操作。
流插入运算符（<<）用于将数据插入到输出流中。它的重载函数应该以ostream&类型作为返回值，并以一个 ostream&类型的参数（通常是输出流对象）和要输出的数据作为参数。
流提取运算符（>>）用于从输入流中提取数据。它的重载函数应该以 istream&类型作为返回值，并以一个 istream&类型的参数（通常是输入流对象）和要提取到的数据的引用作为参数。
在C++中流插入提取操作符重载是不可以重载成成员函数，因为它们参数的顺序不可以改变,例如：

这是因为流插入第一个运算符是cout，而如果将其重载为成员函数第一个参数就是类和对象中隐含的this指针，所以参数顺序不匹配，我们只能将其重载成全局函数；与此同时流插入运算符和流提取运算符通常都是以友元函数的形式定义在类的声明内部，这允许它们访问类的私有成员。

如下面代码所示：

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public://流插入流提取//友元函数允许非成员函数访问私有对象friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
private:int _year = 1900;int _month= 1;int _day = 1;
};
//流插入提取
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year<< "/" << d._month << "/" << d._day << endl;return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}int main()
{Date d1;cin >> d1;cout << d1;return 0;
}

结果如下：
在这里插入图片描述

4.结语

在类和对象的成员函数中只读函数可以加const，因为其内部不涉及修改生成；取地址与const取地址这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需要重载；此外流插入运算符和流提取运算符通常都是以友元函数的形式定义在类的声明内部，这允许它们访问类的私有成员。以上就是今天的所有内容啦~ 完结撒花 ~🥳🎉🎉