C++重载运算符你真的了解吗

 更新时间:2022年03月27日 11:49:40   作者:_Phoebe__  
这篇文章主要为大家详细介绍了C++重载运算符,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下,希望能够给你带来帮助

运算符实际上是一个函数,所以运算符的重载实际上是函数的重载,。编译程序对运算符的重载的选择,遵循函数重载的选择原则。当遇到不很明显的运算时,编译程序会寻找与参数相匹配的运算符函数。

1.重载运算符的必要性

C++语言中的数据类型分为基本数据类型和构造数据类型。基本数据类型可以直接完成算术运算。例如:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(void){
	int a=10;
	int b=20;
	cout<<a+b<<endl;
} 

程序中实现了两个整型变量的相加,可以正确输出运行结果30。通过两个浮点变量、两个双精度变量都可以直接运用加法运算符+来求和。但是类属于新构造的数据类型,类的两个对象就无法通过加法运算符来求和。例如:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		CBook(int iPage){
			m_iPage=iPage;
		}
		void display(){
			cout<<m_iPage<<endl;
		}
	protected:
		int m_iPage;
};
int main(void){
	CBook book1(10);
	CBook book2(20);
	tmp=book1+book2;//错误
	tmp.display(); 
}

当编译器编译到语句book1+book2时会报错,因为编译器不知道如何进行两个对象的相加,要实现两个类对象的加法运算有两种方法,一种是通过成员函数,一种是通过重载运算符。

首先看通过成员函数方法实现求和的例子:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		CBook(int iPage){
			m_iPage=iPage;
		}
		int add(CBook a){
			return m_iPage+a.m_iPage;
		}
		void display(){
			cout<<m_iPage<<endl;
		}
	protected:
		int m_iPage;
};
int main(void){
	CBook book1(10);
	CBook book2(20);
	cout<<book1.add(book2)<<endl;
}

程序运行结果正确。使用成员函数实现求和的形式比较单一,并且不利于代码复用。如果要实现多个对象的累加其代码的可读性会大大降低,使用重载运算符的方法可以解决这些问题。

2.重载运算符的形式与规则

重载运算符的声明形式如下:

operator类型名():

operator是需要重载的运算符,整个语句没有返回类型,因为类型名就代表了它的返回类型。重载运算符将对象转化成类型名规定的类型,转换时的形式就像强制转换一样。但如果没有重载运算符定义,直接强制类型转换会导致编译器将无法通过编译。

重载运算符不可以是新创建的运算符,只能是C++语言中已有的运算符,可以重载的运算符如下:

算术运算符:+ - * / % ++ --

位操作运算符:& | ~ ^ >> <<

逻辑运算符 ! && ||

比较运算符 <  >  >=  <=  ==  !=

赋值运算符 =   +=    -=    *=  /=  %=    &=  |=   ^=     <<=    >>=

其他运算符: [ ]   ()   ->   ,    new    delete    new[]    delete[]        ->*

并不是所有的C++语言中已有的运算符都可以重载,不允许重载的运算符有 .  *  ::    ?和:

重载运算符时不能改变运算符操作数的个数,不能改变运算符原有的优先级,不能改变运算符原有的结合性,不能改变运算符原有的语法结构,即单目运算符只能重载为单目运算符,双目运算符只能重载为双目运算符,重载运算符含义必须清楚,不能有二义性。

实例:通过重载运算符实现求和:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		CBook(int iPage){
			m_iPage=iPage;
		}
		CBook operator+(CBook b)
		{
			return CBook(m_iPage+b.m_iPage);
		}
		void display(){
			cout<<m_iPage<<endl;
		}
	protected:
		int m_iPage;
};
int main(void){
	CBook book1(10);
	CBook book2(20);
	CBook tmp(0);
	tmp=book1+book2;
	tmp.display();
}

类CBook重载了求和运算符后,由它声明的两个对象book1和book2可以向两个整型变量一样相加。

3.重载运算符的运算

重载运算符后可以完成对象和对象之间的运算,同样也可以通过重载运算实现对象和普通类型数据的运算。例如:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		int m_Pages;
	void OutputPage(){
		cout<<m_Pages<<endl;
	}
	CBook(){
		m_Pages=0;
	}
	CBook operator+(const int page){
		CBook book;
		book.m_Pages=m_Pages+page;
		return book;
	}
};
int main(void){
	CBook Book1,Book2;
	Book2=Book1+10;
	Book2.OutputPage(); 
}

通过修改运算符的参数为整数类型,可以实现CBook对象与整数相加。

对于两个整型变量的相加,可以调换加数和被加数的顺序,因为加法符合交换律。但是对于通过重载运算符实现的加法,不可以交换顺序。

illegal:

Book2=10+Book1;//非法代码

对于++和--运算符,由于涉及前置运算和后置运算,在重载这类运算符时如何区分呢?默认情况是,如果重载运算符没有参数则表示是前置运算,例如:

void operator++()//前置运算 
{
	++m_Pages;
}

如果重载运算符使用了整数作为参数,则表示的是后置运算,此时的参数值可以被忽略,它只是一个标识,标识后置运算。

void operator++(int)//后置运算 
{
	++m_Pages;
}

默认情况下,将一个整数赋值给一个对象是非法的,可以通过重载运算符将其变成合法的。例如:

void operator = (int page){//重载运算符 
	m_Pages=page;
}

通过重载运算符也可以实现将一个整型数复制给一个对象,例如:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		int m_Pages;
		void OutputPages()
		{
			cout<<m_Pages<<endl;
		}
	CBook(int page){
		m_Pages=page;
	}
	operator = (const int page){
		m_Pages=page;
	}
}; 
int main(void){
	CBook mybook(0);
	mybook = 100;
	mybook.OutputPages();
}

程序中重载了赋值运算符,给mybook对象赋值100,并通过OutpuName()函数将其进行输出。

也可以通过重载构造函数将一个整数赋值给一个对象

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		int m_Pages;
		void OutputPages()
		{
			cout<<m_Pages<<endl;
		}
	CBook(){
	}
	CBook(int page){
		m_Pages=page;
	}
	
}; 
int main(void){
	CBook mybook;
	mybook = 100;
	mybook.OutputPages();
}

程序中定义了一个重载的构造函数,以一个整数作为函数参数,这就可以将一个整数赋值给一个CBook类的对象,语句mybook=100;将调用构造函数CBook(int page)重新构造一个CBook对象,并将其赋值给mybook对象。

4.转义运算符

C++语言中普通的数据类型可以进行强制类型转换,例如:

int i=10;
double d;
d = double(i)

程序中将整数i强制转换为double型。

语句

d=double(i)//等同于d=double(i)

double()在C++语言中被转化为转换运算符。通过重载转换运算符可以将类对象转换为想要的数据。

实例:转换运算符

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		CBook(double iPage=0);
		operator double(){
			return m_iPage;
		}
	protected:
		int m_iPage;
}; 
CBook::CBook(double iPage){
	m_iPage = iPage;
}
int main(void){
	CBook book1(10.0);
	CBook book2(20.00);
	cout<<double(book1)+double(book2)<<endl;
}

程序重载了转换运算符double(),然后将类CBook的两个对象强制转换为double类型后再进行求和,最后输出求和的结果。

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!     

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