c++运算符重载

本文介绍了一个复数类的设计与实现,包括构造函数、前置与后置递增运算符、加减乘运算符及复合赋值运算符等,并展示了如何通过重载输入输出流来简化复数的输入输出。

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<span style="font-size:18px;">#include<iostream>
using namespace std;

class Complex
{
public:
 Complex(){real=0,image=0;};
          Complex(double,double);
 
 Complex operator++(int);
 Complex& operator++();
 Complex& operator--();

 Complex operator+(const Complex &);
 Complex operator-(const Complex &);
 Complex operator*(const Complex &);

 //Complex& operator+=(Complex &);
 //Complex& operator-=(Complex &);
 //iostream & operator<<(iostream &);
 //iostream & operator>>(iostream &);
 double getReal();
 double getimage();
//private:
double real;
double image;
};

Complex::Complex(double r,double i)
{
 real=r;
 image=i;
};


Complex& Complex::operator++()
{
    real++;
image++;
return *this;
}

Complex Complex::operator++(int a)
{
    Complex temp=*this;
real++;
image++;
return temp;
}


Complex& Complex::operator--()
{
        real--;
image--;
return *this;
};

Complex Complex::operator+(const Complex &a)
{
   return Complex(real+a.real,image+a.image);
};


Complex Complex::operator-(const Complex &a)
{
   return Complex(real-a.real,image-a.image);
};

 Complex Complex::operator*(const Complex &a)
{
  return Complex(real*a.real,image*a.image);
};


/*Complex& Complex::operator+=(Complex &a)
{
   real+=a.real;
   image+=a.image;
   return *this;
};*/




/*Complex& Complex::operator-=(Complex &a)
{
  real-=a.real;
  image-=a.image;
  return *this;
};*/


Complex& operator+=(Complex &a,const Complex &b)
{
   a.real+=b.real;
   a.image+=b.image;
   return a;
};


Complex& operator-=(Complex &a,const Complex &b)
{
   a.real-=b.real;
   a.image-=b.image;
   return a;
};


ostream &operator<<( ostream &out,const Complex &a)
{
  //out<<"("<<a.real<","<<a.image<<")"<<endl;
  out<<"("<<a.real<<","<<a.image<<")";
  
  return out;
};


istream &operator>>(istream &in,Complex &a)
{
in>>a.real>>a.image;
    return in;
};



int  main()
{
  Complex a;
  cout<<"请输入一个复数:"<<endl;
  cin>>a;
  cout<<"你输入的数是:"<<a<<endl;
  
  Complex b;
 
  cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
  b=a++;
  cout<<"b=a++ :"<<b<<endl;


 
  cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
  b=++a;
  cout<<"b=++a :"<<b<<endl;


  b=Complex(10,10);


  Complex c;
  c=a+b;
  cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
  cout<<"a+b:"<<c<<endl;
  c=a-b;
  cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
  cout<<"a-b: "<<c<<endl;
  c=a*b;
  cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
  cout<<"a*b: "<<c<<endl;


  
  cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
  a+=b;
  cout<<"a+=b: "<<a<<endl;
 
  cout<<"a:"<<a<<" b:"<<b<<endl;
  a-=b;
  cout<<"a-=b: "<<a<<endl;

//之前我定义了一个条件编译条件没想到  编译器中居然有相同的宏 结果老是编译不过去 坑!!
//#ifndef COMPLEX_H
//cout<<"error!!"<<endl;
//#endif

  return 0; 
}</span>

<think>好的,我现在要帮用户介绍C++运算符重载。首先,我需要回忆一下运算符重载的基本概念。运算符重载允许用户自定义类型使用C++内置的运算符,比如+、-、*等,使得代码更直观和易读。例如,可以让两个对象直接相加,而不必调用特定的函数。 接下来,我应该考虑用户可能的背景。用户可能是刚开始学习C++,或者已经有一定基础但想深入了解运算符重载。因此,解释需要清晰,从基础开始,逐步深入。可能需要先说明什么是运算符重载,为什么需要它,然后讲解如何实现,包括语法和注意事项。 然后,运算符重载的语法是关键部分。需要详细说明如何定义运算符重载函数,包括成员函数和非成员函数(友元函数)的区别。例如,重载+运算符时,成员函数通常只需要一个参数,因为左操作数是对象本身,而非成员函数需要两个参数。同时,要提到一些运算符必须作为成员函数重载,比如赋值运算符=。 例子是帮助理解的重要部分。我应该举一个简单的例子,比如为自定义的Vector类重载+运算符,这样用户可以看到具体的实现方式。同时,需要区分成员函数和非成员函数的例子,说明它们的不同应用场景。 注意事项和常见问题也不能遗漏。比如不能重载运算符(如.、::、sizeof等),以及重载时保持运算符的原有语义,避免滥用导致代码难以理解。此外,还需要提到运算符的返回类型和参数类型的选择,比如是否返回引用或值,参数的const修饰等。 用户可能还会有疑问,比如运算符重载的使用场景,或者何时应该使用成员函数而非友元函数。因此,在解释过程中需要涵盖这些方面,可能的话,给出一些最佳实践的建议。 最后,总结运算符重载的优点和需要注意的地方,帮助用户全面理解。确保语言通俗易懂,避免过于专业的术语,必要时进行类比,让用户更容易接受。</think>### C++运算符重载详解 #### 1. 什么是运算符重载运算符重载Operator Overloading)是C++中的一种特性,允许开发者**为自定义类型(如类或结构体)重新定义运算符的行为**。通过重载运算符,可以让对象像内置类型(如`int`、`double`)一样使用`+`、`-`、`*`、`==`等运算符,提升代码可读性和简洁性。 --- #### 2. 如何实现运算符重载运算符重载通过**成员函数**或**全局函数**实现,语法形式为: $$ \text{返回类型 operator 运算符(参数列表)} $$ ##### 示例1:成员函数重载`+` ```cpp class Vector { public: int x, y; // 成员函数重载 + Vector operator+(const Vector&amp; other) { return {x + other.x, y + other.y}; } }; // 使用 Vector v1{1, 2}, v2{3, 4}; Vector v3 = v1 + v2; // 等价于 v1.operator+(v2) ``` ##### 示例2:全局函数重载`<<`(输出流) ```cpp class Student { public: string name; int age; }; // 全局函数重载 << ostream&amp; operator<<(ostream&amp; os, const Student&amp; s) { os << "Name: " << s.name << ", Age: " << s.age; return os; } // 使用 Student s{"Alice", 20}; cout << s; // 输出: Name: Alice, Age: 20 ``` --- #### 3. 常见运算符重载规则 | 运算符类型 | 可重载性 | 示例 | |------------------|----------------|----------------------| | 算术运算符 | `+`, `-`, `*` | `a + b` | | 关系运算符 | `==`, `>`, `<` | `a == b` | | 赋值运算符 | `=`, `+=` | `a = b` | | 下标运算符 | `[]` | `a[0]` | | 函数调用运算符 | `()` | `a(1, 2)` | | **不可重载运算符** | `.`、`::`、`?:`、`sizeof` | 无法重载 | --- #### 4. 关键注意事项 1. **参数限制**: - 至少一个操作数是用户自定义类型(不能全为内置类型)。 - 不能修改运算符的优先级或结合性。 2. **成员函数 vs 全局函数**: - 赋值运算符(`=`)、下标运算符(`[]`)、函数调用运算符(`()`)**必须**作为成员函数重载。 - 输入输出运算符(`>>`、`<<`)通常作为全局函数。 3. **保持语义一致性**: - 例如重载`+`时,不应修改操作数本身,而应返回新对象。 --- #### 5. 完整示例:复数类重载 ```cpp class Complex { private: double real, imag; public: Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {} // 成员函数重载 + Complex operator+(const Complex&amp; other) { return Complex(real + other.real, imag + other.imag); } // 全局友元函数重载 << friend ostream&amp; operator<<(ostream&amp; os, const Complex&amp; c); }; ostream&amp; operator<<(ostream&amp; os, const Complex&amp; c) { os << c.real << " + " << c.imag << "i"; return os; } // 使用 Complex c1(2, 3), c2(4, 5); Complex c3 = c1 + c2; cout << c3; // 输出: 6 + 8i ``` --- #### 6. 应用场景 - 数学计算(向量、矩阵、复数) - 字符串操作(`str1 + str2`) - 容器类(自定义数组、链表) --- #### 7. 总结 **优点**:提升代码直观性,使自定义类型操作更自然。 **注意**:避免过度使用或违反直觉的重载(例如用`+`实现减法)。
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