C++之operator关键字[转]

本文详细介绍了C++中的操作符重载概念及其应用场景,包括如何声明和实现操作符重载,以及何时选择将其作为类成员函数或全局函数。同时,文章还探讨了操作符重载的一些限制。

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原文:C++ operator关键字(重载操作符)

operator是C++的关键字,它和运算符一起使用,表示一个运算符函数,理解时应将operator=整体上视为一个函数名。

为什么使用操作符重载?

对于系统的所有操作符,一般情况下,只支持基本数据类型和标准库中提供的class,对于用户自己定义class,如果想支持基本操作,比如比较大小,判断是否相等,等等,则需要用户自己来定义关于这个操作符的具体实现。

比如,判断两个人是否一样大,我们默认的规则是按照其年龄来比较,所以,在设计person这个class的时候,我们需要考虑操作符==,而且,根据刚才的分析,比较的依据应该是age

那么为什么叫重载呢?这是因为,在编译器实现的时候,已经为我们提供了这个操作符的基本数据类型实现版本,但是现在他的操作数变成了用户定义的数据类型class,所以,需要用户自己来提供该参数版本的实现。

如何声明一个重载的操作符?

操作符重载实现为类成员函数

重载的操作符在类体中被声明,声明方式如同普通成员函数一样,只不过他的名字包含关键字operator,以及紧跟其后的一个C++预定义的操作符。

可以用如下的方式来声明一个预定义的==操作符:

#include <iostream>
using namespace std;

class Person{
private:
    int age;
public:
    Person(int age):age(age){}
    inline bool operator==(const Person &p) const{
        return this->age == p.age;
    }
};

int main() {
    Person a(10),b(12);
    cout<<(a==b)<<endl;
    return 0;
}

因为operator==class person的一个成员函数,所以对象a,b都可以调用该函数,a==b相当于a调用operator==,把b作为该函数的一个参数传递给该函数,从而实现了两个对象的比较。

操作符重载实现为非类成员函数(全局函数)

对于全局重载操作符,代表左操作数的参数必须被显式指定。

#include <iostream>
using namespace std;

class Person{
public:
    int age;
    Person(int age):age(age){}
};

inline bool operator==(const Person &a,const Person &b){
    return a.age == b.age;
}

int main() {
    Person a(10),b(12);
    cout<<(a==b)<<endl;
    return 0;
}

由于此处operator==是一个全局函数,故无法访问class person的私有成员,我们可以通过将operator==定义为class person的友元函数,来实现对class person的私有成员的访问。

#include <iostream>
using namespace std;

class Person{
private:
    int age;
public:
    Person(int age):age(age){}
    friend inline bool operator==(const Person &a,const Person &b);
};

inline bool operator==(const Person &a,const Person &b){
    return a.age == b.age;
}

int main() {
    Person a(10),b(12);
    cout<<(a==b)<<endl;
    return 0;
}
如何决定把一个操作符重载为类成员函数还是全局函数呢?
  • 如果一个重载操作符是类成员,那么只有当与它的左操数是该类的对象时,该操作符才会被调用。如果该操作符的左操作数必须是其他的类型,则操作符必须被重载为全局函数
  • C++要求赋值=,下标[],调用(),和成员指向->操作符必须被定义为类成员操作符
  • 如果有一个操作数是类类型如string类的情形那么对于对称操作符比如等于操作符最好定义为全局函数
操作符重载适用范围

这里写图片描述

这里写图片描述

重载运算符的限制
  1. 只有C++预定义的操作符才可以被重载
  2. 对于内置类型的操作符,它的预定义不能改变,即不能改变操作符原来的功能
  3. 重载操作符不能改变他们的操作符优先级
  4. 重载操作符不能改变操作数的个数
  5. 除了对()操作符外,对其他重载操作符提供缺省实参都是非法的
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