C++中的操作符重载

一、前序

1. 定义

运算符重载的 实质 是 函数的重载

• 使用意义
  • 赋予操作符更多的意义，同一个运算符，对不同类型的操作数，所发生的行为不同是
  • 程序更加简洁
• 写法格式：返回值 operator运算符(参数列表){}
• 重载的要求：
  • 1、内置类型的操作符不能被重载
  • 2、不能为内置类型定义其他的操作符
  • 3、操作符重载不能改变操作符的优先级
  • 4、操作数个数不能改变
• 重载方式：
  • 1、类的成员方法
  • 2、类的有友元方法
  • 3、全局方法

2. 注意：

• ++a和a++的重载区别。a++的重载方法中多一个占位参数
• 最好不好重载&&和||。因为无法实现短路功能。
• =, ->, [], ()不可以是全局域中的重载
• >> 和 << 的从在需要使用友元方法或重载方法。因为第一个操作类是ostream或istream。而我们无法在ostream和istream中定义重载方法，所以只能使用类的友元方法或全局方法来重载

二、示例

对自定义类型重载 操作符 “+” 完成加法计算

#include <iostream>

using namespace std;
class point
{    
    double x;
    double y;
public:
    double get_x()
    {
        return x;
    }
    double get_y()
    {
        return y;
    }
    point(double X = 0.0 , double Y = 0.0):x(X),y(Y){};
    point operator +(point p);
};
//重载操作符“+”
point point::operator +(point p)
{
    double x = this->x + p.x;
    double y = this->y + p.y;
    point tmp_p(x,y);
    return tmp_p;
}
int main()
{
    point p1(1.2,3.1);
    point p2(1.1,3.2);
    point p3 = p1+p2;
    cout<<p3.get_x()<<" "<<p3.get_y()<<endl;
    return 0;
}

二、实现操作符重载的 3 种方式

【一般 ‘友元函数’ 比 ‘类成员函数’ 要多一个参数】

1.友元函数重载操作符的格式: 

class 类名
{
    friend 返回类型 operator 操作符(形参表);
};
//类外定义格式：
返回类型 operator操作符(参数表)
{
    //函数体
}

#include <iostream>

using std::endl;
using std::cout;

class point
{    
    double x;
    double y;
public:
    double get_x()
    {
        return x;
    }
    double get_y()
    {
        return y;
    }
    point(double X = 0.0 , double Y = 0.0):x(X),y(Y){};
    friend point operator -(point p1,point p2);
    point operator +(point p);
};
//重载操作符“-”
point operator -(point p1,point p2)
{
    double x = p1.get_x() - p2.get_x();
    double y = p1.get_y() - p2.get_y();
    point p3(x,y);
    return p3;
}
//重载操作符“+”
point point::operator +(point p)
{
    double x = this->x + p.x;
    double y = this->y + p.y;
    point tmp_p(x,y);
    return tmp_p;
}
int main()
{
    point p1(1.2,3.2);
    point p2(1.1,3.1);
    point p3 = p1+p2;
    point p4 = operator-(p1,p2);
    cout<<p3.get_x()<<" "<<p3.get_y()<<endl;
    cout<<p4.get_x()<<" "<<p4.get_y()<<endl;
    return 0;
}

利用友元函数重载二元操作符”-“时，形式参数是两个，而利用类成员函数时，形式参数却只有一个。这时因为类成员函数中存在this指针，这相当于一个参数，所以类成员实现操作符重载需要的形式参数比原来少一个，这比如：利用类成员函数实现一元操作符”-“，就不需要参数了。也正是因为这个原因，友元函数实现的操作符重载是有限制的，比如：[] ，（），->和 =不能利用友元函数实现运算符的重载。

三、运算符重载的原则

这样一看，运算符重载还是蛮简单的嘛，实际上运算符重载也是要遵循一些原则的：

1.C++中只能对已有的C++运算符进行重载，不允许用户自己定义新的运算符。

2.C++中绝大部分的运算符可重载，除了成员访问运算符.，作用域运算符::，长度运算符sizeof以及条件运算符?:。

3.运算符重载后不能改变运算符的操作对象(操作数)的个数。如："+"是实现两个操作数的运算符，重载后仍然为双目运算符。

4.重载不能改变运算符原有的优先级和原有的结合性。

6.运算符重载不能全部是C++中预定义的基本数据，这样做的目的是为了防止用户修改用于基本类型数据的运算符性质。