C++运算符重载

运算符重载的概念和语法：

运算符也是一种函数，所以运算符重载和函数重载一样，同一个运算符可以有不同的功能。

运算符重载的格式为：

返回值类型 operator 运算符名称 (形参表列){

//TODO:

}

C++运算符重载的规则：

1) 并不是所有的运算符都可以重载。能够重载的运算符包括：

+ - * / % ^ & | ~ ! = < > += -= *= /= %= ^= &= |= << >> <<= >>= == != <= >= && || ++ -- , ->* -> () [] new new[] delete delete[]

上述运算符中，^ 异或，[]是下标运算符/变址运算符，()是函数调用运算符。自增自减运算符的前置和后置形式都可以重载。

长度运算符sizeof、条件运算符: ?、成员选择符.、对象选择符.*和域解析运算符::不能被重载。

2) 重载不能改变运算符的优先级和结合性。

3) 重载不会改变运算符的用法，原有有几个操作数、操作数在左边还是在右边，这些都不会改变。例如~号右边只有一个操作数，+号总是出现在两个操作数之间，重载后也必须如此。

4) 运算符重载函数不能有默认的参数，否则就改变了运算符操作数的个数，这显然是错误的。

5) 运算符重载函数既可以作为类的成员函数，也可以作为全局函数。

将运算符重载函数作为类的成员函数时，二元运算符的参数只有一个，一元运算符不需要参数。之所以少一个参数，是因为这个参数是隐含的。

例如，上节的 complex 类中重载了加法运算符：

complex operator+(const complex & A) const;

当执行：

c3 = c1 + c2;

会被转换为：

c3 = c1.operator+(c2);

通过 this 指针隐式的访问 c1 的成员变量。

将运算符重载函数作为全局函数时，二元操作符就需要两个参数，一元操作符需要一个参数，而且其中必须有一个参数是对象，好让编译器区分这是程序员自定义的运算符，防止程序员修改用于内置类型的运算符的性质。

complex operator+(const complex &A, const complex &B);

当执行：

c3 = c1 + c2;

会被转换为：

c3 = operator+(c1,c2);

6) 箭头运算符->、下标运算符[ ]、函数调用运算符( )、赋值运算符=只能以成员函数的形式重载；>>、<< 只能以全局函数的形式重载。

重载>>和<<（输入输出运算符）：

重载输入运算符>>：

下面我们在全局范围内重载>>，使它能够读入两个 double 类型的数据，并转换为一个复数，保存到复数对象中：

istream & operator>>(istream &in, complex &A){

in >> A.m_real >> A.m_imag;

return in;

}

istream 表示输入流，cin 是 istream 类的对象，只不过这个对象是在标准库中定义的。之所以返回 istream 类对象的引用，是为了能够连续读取复数，提高效率不产生临时变量，让代码书写更加漂亮，例如：

cin>>num1>>num2;

如果不返回引用，那就只能一个一个地读取了：

cin>>num1;

cin>>num2;

重载输出运算符<<：

同样地，我们也可以模仿上面的形式对输出运算符进行重载，让它能够输出复数。重载函数的实现如下：

ostream & operator<<(ostream &out, complex &A){

out << A.m_real <<" + "<< A.m_imag <<" i ";

return out;

}

cout<<A<<endl

ostream 表示输出流，cout 是 ostream 类的对象。由于采用了引用的方式进行参数传递，并且也返回了对象的引用，所以重载后的运算符可以实现连续输出。

重载[]（下标运算符）：

下标运算符[]必须以类的成员函数的形式进行重载。该函数在类中的声明格式如下：

返回值类型 & operator[] (参数)

或者：

const 返回值类型 & operator[] (参数)

使用第一种声明方式，运算符重载函数不仅可以访问对象，同时还可以修改对象。使用第二种声明方式，运算符重载函数只能访问而不能修改对象。

提供了两个版本的下标运算符重载函数：

int & operator[]( int );

const int & operator[]( int )const;

第一个const表示运算符重载函数只能访问而不能修改对象，第二个const表示这是常对象(只能访问const函数)使用的重载，如果没有第二个const则两个函数只有返回值不同，编译器无法区分这是函数重载会报错。

重载=（赋值运算符）：

和普通变量一样，对象之间也可以相互赋值。赋值运算符=可以用来将一个对象拷贝给另一个已经存在的对象。对象之间的赋值是将成员变量依次拷贝，而不是将整个对象的内存按位拷贝。