C++运算符重载的概念和语法

所谓重载,就是赋予新的含义。

²  函数重载(Function Overloading)可以让一个函数名有多种功能,在不同情况下进行不同的操作。

²  运算符重载(Operator Overloading)也是一个道理,同一个运算符可以有不同的功能。

 

例如,+号可以对不同类型(intfloat 等)的数据进行加法操作;<<既是位移运算符,又可以配合 cout 向控制台输出数据。C++ 本身已经对这些运算符进行了重载。

 

下面的代码定义了一个复数类,通过运算符重载,可以用+号实现复数的加法运算:

1.      #include<iostream>

2.      usingnamespace std;

3.     

4.      classcomplex{

5.      public:

6.          complex();

7.          complex(double real, double imag);

8.      public:

9.          //声明运算符重载

10.       complex operator+(const complex &A)const;

11.       void display() const;

12.   private:

13.       double m_real;  //实部

14.       double m_imag;  //虚部

15.   };

16.  

17.   complex::complex():m_real(0.0), m_imag(0.0){ }

18.   complex::complex(doublereal, double imag): m_real(real), m_imag(imag){ }

19.  

20.   //实现运算符重载

21.   complexcomplex::operator+(const complex &A) const{

22.       complex B;

23.       B.m_real = this->m_real + A.m_real;

24.       B.m_imag = this->m_imag + A.m_imag;

25.       return B;

26.   }

27.  

28.   voidcomplex::display() const{

29.       cout<<m_real<<" +"<<m_imag<<"i"<<endl;

30.   }

31.  

32.   intmain(){

33.       complex c1(4.3, 5.8);

34.       complex c2(2.4, 3.7);

35.       complex c3;

36.       c3 = c1 + c2;

37.       c3.display();

38.  

39.       return 0;

40.   }

运行结果:

6.7 + 9.5i

 

运算符重载其实就是定义一个函数,在函数体内实现想要的功能,当用到该运算符时,编译器会自动调用这个函数。也就是说,运算符重载是通过函数实现的,它本质上是函数重载

 

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:

}

operator是关键字,专门用于定义重载运算符的函数。我们可以将operator 运算符名称这一部分看做函数名,对于上面的代码,函数名就是operator+

 

运算符重载函数除了函数名有特定的格式,其它地方和普通函数并没有区别。

 

上面的例子中, complex 类中重载了运算符+,该重载只对 complex 对象有效。当执行c3 = c1 + c2;语句时,编译器检测到+号左边(+号具有左结合性,所以先检测左边)是一个 complex 对象,就会调用成员函数operator+(),也就是转换为下面的形式:

c3 = c1.operator+(c2);

c1 是要调用函数的对象,c2 是函数的实参。

 

上面的运算符重载还可以有更加简练的定义形式:

1.      complexcomplex::operator+(const complex &A)const{

2.          return complex(this->m_real + A.m_real,this->m_imag + A.m_imag);

3.      }

return 语句中的complex(this->m_real+ A.m_real, this->m_imag + A.m_imag)会创建一个临时对象,这个对象没有名称,是一个匿名对象。在创建临时对象过程中调用构造函数,return 语句将该临时对象作为函数返回值。

在全局范围内重载运算符

运算符重载函数不仅可以作为类的成员函数,还可以作为全局函数。更改上面的代码,在全局范围内重载+,实现复数的加法运算:

1.      #include<iostream>

2.      usingnamespace std;

3.     

4.      classcomplex{

5.      public:

6.          complex();

7.          complex(double real, double imag);

8.      public:

9.          void display() const;

10.       //声明为友元函数

11.       friend complex operator+(const complex&A, const complex &B);

12.   private:

13.       double m_real;

14.       double m_imag;

15.   };

16.  

17.   complexoperator+(const complex &A, const complex &B);

18.  

19.   complex::complex():m_real(0.0), m_imag(0.0){ }

20.   complex::complex(doublereal, double imag): m_real(real), m_imag(imag){ }

21.   voidcomplex::display() const{

22.       cout<<m_real<<" +"<<m_imag<<"i"<<endl;

23.   }

24.  

25.   //在全局范围内重载+

26.   complexoperator+(const complex &A, const complex &B){

27.       complex C;

28.       C.m_real = A.m_real + B.m_real;

29.       C.m_imag = A.m_imag + B.m_imag;

30.       return C;

31.   }

32.  

33.   intmain(){

34.       complex c1(4.3, 5.8);

35.       complex c2(2.4, 3.7);

36.       complex c3;

37.       c3 = c1 + c2;

38.       c3.display();

39.  

40.       return 0;

41.   }

运算符重载函数不是 complex 类的成员函数,但是却用到了 complex 类的 private 成员变量,所以必须在 complex 类中将该函数声明为友元函数。

 

当执行c3 = c1 + c2;语句时,编译器检测到+号两边都是 complex 对象,就会转换为类似下面的函数调用:

c3 = operator+(c1, c2);

 

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