operator的两种用法

本文介绍了C++中operator的两种用法,一是操作符重载,可通过特定格式实现,如重载+、();二是操作隐式转换,格式为operator T ()。还对比了构造函数和operator算子的隐式类型转换,指出隐式转换利弊及控制方法。

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C++ operator两种用法

C++中的operator,有两种用法,一种是operator overloading(操作符重载),一种是operator casting(操作隐式转换)。下面分别进行介绍:

1、操作符重载

**C++**可以通过operator实现重载操作符,格式如下:类型T operator 操作符 (),比如重载+,比如下面这个例子

template<typename T> class A
{
public:
     const T operator+(const T& rhs)
     {
         return this->m_ + rhs;
     }
private:
     T m_;
};

又比如STL中的函数对象,重载(),比如下面这个例子

template<typename T> struct A
{
   T operator()(const T& lhs, const T& rhs){ return lhs-rhs; }
};

2、 操作隐式转换

**C++**可以通过operator实现重载隐式转换,格式如下: operator T (),其中T是一个类型,比如下面这个例子

class A
{
public:
   operator   B() { return this->b_; } 
   operator const   B() { return this->b_; }
   operator   B&() { return this->b_; }
private:
   B b_;
};

A a;

当if(a),编译时,它转换成if(a.operator B*()),其实也就是相当于 if(a.b**_**)

[C++ 中operator用法:隐式类型转换]

C++operator隐式类型转换

C++中的operator主要有两个作用,一是操作符的重载,一是操作符的转换。对于操作符的重载,许多人都不陌生,用以下这个小例子温故一下:

 class A  
 {  
    public:  
    A operator +(A& oa){A a;a.num=oa.num+num;return a;}  
    int num;  
 };  
   
 int main(int argc,char* argv[])  
 {  
    A a; a.num=1;  
    A b; b.num=2;  
    A c;  
    c=a+b;  
    cout<<"c.num: "<<c.num<<endl;  
 }  
  1. 程序输出为:c.num: 3;

很简单,也很容易理解。下面有必要系统说下operator算子的另一大功能

操作符的转换

:operator T

语法很简单,在类的成员函数声明部分作出声明即可:

class A {  
 public:  
    ......  
    operator int(){return num;};  // 在需要情况下, A对象可以转成int类型对象。  
    ......  
    int num;  
  };  

这条声明使得以下语句成立:

  1. cout<<c+12<<endl; //其中c是A类型的对象

又发生了隐式的类型转换,这一次,我们可以直接用类的对象去生成一个其他的类型,是不是想到了构造函数的隐式类型转换部分呢?下面我们就来做一个小小的总结:

构造函数的隐式类型转换部分,使用一个其他的类型构造当前类的临时对象,这种转换必须有构造函数的支持;operator算子的隐式类型转换,使用当前对象去生成另一个类型的对象(正好与构造函数型相反),这种转换必须有operator算子的支持。

隐式的类型转换有利有弊,类的设计者就起决定性作用了,如果你不想让构造函数发生隐式的类型转换,请在构造函数前加explicit关键字;同时,operator算子声明的隐式类型转换也可以通过一些相应的返回值函数替代,用户的掌控性更好。

建议参考阅读博客隐式类类型转换一文。

### 两种实现运算符重载的方法 在C++中,运算符重载可以通过两种主要方实现:**作为类的成员函数****作为友元函数**。这两种方法各有特点,适用于不同的场景。 #### 1. 成员函数实现 当运算符重载作为类的成员函数时,左操作数地通过`this`指针传递[^4]。这意味着对于双目运算符,只需要显声明一个参数来表示右操作数,而左操作数由调用该成员函数的对象提供。例如: ```cpp class Complex { private: double real; double imag; public: Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {} // 加号运算符重载 Complex operator+(const Complex& c) { return Complex(real + c.real, imag + c.imag); } }; ``` 在此示例中,`operator+`作为成员函数实现,左操作数是调用对象,右操作数是传入的参数[^2]。 #### 2. 友元函数实现 当运算符重载作为友元函数时,所有操作数都需要显地作为参数传递给函数[^4]。这种方允许更灵活的操作数类型定义,尤其是在需要将非类类型的对象作为左操作数时非常有用。例如: ```cpp class Complex { private: double real; double imag; public: Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {} // 声明友元函数 friend Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2); }; // 定义友元函数 Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2) { return Complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag); } ``` 在这个例子中,`operator+`被定义为友元函数,两个操作数都需要显地传递给函数[^3]。 #### 方法选择 - **成员函数**更适合于操作数主要是类对象本身的情况,因为它简化了参数列表,并且自然地与类的封装性结合。 - **友元函数**则适合于需要处理非类类型的左操作数或需要更灵活的操作数组合的情况[^1]。 ### 示例代码 以下是一个完整的代码示例,展示了两种方法的实现: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Complex { private: double real; double imag; public: Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {} // 成员函数实现加法 Complex operator+(const Complex& c) { return Complex(real + c.real, imag + c.imag); } // 声明友元函数实现流插入运算符 friend ostream& operator<<(ostream& os, const Complex& c); }; // 定义友元函数实现流插入运算符 ostream& operator<<(ostream& os, const Complex& c) { os << c.real << " + " << c.imag << "i"; return os; } int main() { Complex c1(3, 4); Complex c2(1, 2); Complex c3 = c1 + c2; // 使用成员函数实现 cout << "c1 + c2 = " << c3 << endl; return 0; } ```
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