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C++超详细讲解操作符的重载

 更新时间：2022年06月01日 10:17:12   作者：清风自在 流水潺潺  
C++预定义中的运算符的操作对象只局限于基本的内置数据类型，但是对于我们自定义的类型（类）是没有办法操作的。但是大多时候我们需要对我们定义的类型进行类似的运算，这个时候就需要我们对这么运算符进行重新定义，赋予其新的功能，以满足自身的需求

一、需要解决的问题

下面的复数解决方案是否可行？

下面看一下复数的加法操作：

#include <stdio.h>
class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    int getA()
    {
        return a;
    }
    int getB()
    {
        return b;
    }
    friend Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2);
};
Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    return ret;
}
int main()
{
    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = Add(c1, c2); // c1 + c2
    printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
    return 0;
}

输出结果如下：

思考

Add 函数可以解决 Complex 对象相加的问题，但是 Complex 是现实世界中确实存在的复数，并且复数在数学中的地位和普通的实数相同。

为什么不能让＋操作符也支持复数相加呢？这个就涉及到操作符的重载。

二、操作符重载

C++ 中的重载能够扩展操作符的功能

操作符的重载以函数的方式进行

本质

用特殊形式的函数扩展操作符的功能

  • 通过 operator 关键字可以定义特殊的函数
  • operator 的本质是通过函数重载操作符

语法

下面来初探一下操作符重载：

#include <stdio.h>
class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    int getA()
    {
        return a;
    }
    int getB()
    {
        return b;
    }
    friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
};
Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    return ret;
}
int main()
{
    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = c1 + c2; // operator + (c1, c2)
    printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
    return 0;
}

输出结果如下：

可以将操作符重载函数定义为类的成员函数

  • 比全局操作符重载函数少—个参数（左操作数)
  • 不需要依赖友元就可以完成操作符重载
  • 编译器优先在成员函数中寻找操作符重载函数

下面来实现在成员函数中重载操作符：

#include <stdio.h>
class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    int getA()
    {
        return a;
    }
    int getB()
    {
        return b;
    }
    Complex operator + (const Complex& p)
    {
        Complex ret;
        printf("Complex operator + (const Complex& p)\n");
        ret.a = this->a + p.a;
        ret.b = this->b + p.b;
        return ret;
    }
    friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
};
Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    printf("Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)\n");
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    return ret;
}
int main()
{
    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = c1 + c2; // c1.operator + (c2)
    printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
    return 0;
}

输出结果如下：

这个说明编译器优先在成员函数中寻找操作符重载函数

故上述代码可以直接写成：

#include <stdio.h>
class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    int getA()
    {
        return a;
    }
    int getB()
    {
        return b;
    }
    Complex operator + (const Complex& p)
    {
        Complex ret;
        ret.a = this->a + p.a;
        ret.b = this->b + p.b;
        return ret;
    }
};
int main()
{
    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = c1 + c2; // c1.operator + (c2)
    printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
    return 0;
}

三、小结

  • 操作符重载是 C++ 的强大特性之一
  • 操作符重载的本质是通过函数扩展操作符的功能
  • operator 关键字是实现操作符重载的关键
  • 操作符重载遵循相同的函数重载规则
  • 全局函数和成员函数都可以实现对操作符的重载

到此这篇关于C++超详细讲解操作符的重载的文章就介绍到这了,更多相关C++操作符重载内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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