聊聊C++ 运算符重载知识

前言

1.运算符重载是一种形式的C++多态。
2.重载运算符可以使代码看起来更加自然。

回顾类

在正常构造类的时候，有些成员方法可以不用写出来，例如在这样一个表示时间的类中，拷贝构造函数只是浅拷贝，和系统默认的步骤是一样的，可以不用写了。 同样，析构函数如果在对象死亡之前没有必须要做的事情，也可以不用写。

所以在下面的例子中，拷贝构造和析构函数可以省略。

class Time
{
public:
	Time();
	Time(const Time& src)
	{
		_hour = src._hour;
		_minutes = src._minutes;
	}
	~Time();
private:
	int _hour;
	int _minutes;
};

通过示例引入运算符重载

示例

若要将两个等数组中各个下标对应的字符相加，普通写法为：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
	const int SIZE = 10;
	int ch1[SIZE] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	int ch2[SIZE] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int ch3[SIZE];

	for (int i = 0; i < SIZE; ++i)
	{
		ch3[i] = ch1[i] + ch2[i];
	}

	for (int i = 0; i < SIZE; ++i)
	{
		cout << ch3[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

这样是可以正常输出的：

再来看看运算符重载的示例，这里使用的是 string 类。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

int main(void)
{
	string s1 = "aaaa";
	string s2 = "bbbb";
	string s3 = s1 + s2;

	cout << s3 << endl;
	return 0;
}

这里的 s1 + s2就是运用的加法运算符重载，内部实现也是对应的下标再加，但这样简单的写法，强调了实质。

定义

要重载运算符，需要使用被称为运算符函数的特殊函数形式。

格式：

 ret_form operator op(argument-list)

例如加法运算符：

operator +();

可重载的运算符

这里开个玩笑，列出这写可重载的，大家有兴趣可以自己实现。

本文讲述的类

下面是文章示例的一个类：

表示一个复数

class Complex
{
public:
	//默认构造
	Complex();

	//构造函数
	Complex(int a, int b)
	{
		_a = a;
		_b = b;
	}

	//打印
	void show()
	{
		cout << _a << "+" << _b << endl;
	}
	//析构函数
	~Complex()
	{
		cout << "Program Exit" << endl;
	}

private:
	int _a; //实部
	int _b; //虚部
}

加法运算符

如果要使用到加法，如

int main(void)
{
	Complex s1(1, 2);
	Complex s2(2, 3);

	Complex s3 = s1 + s2;

	return 0;
}

那首先要确定，我不能改变加数原本的值，其次，我需要返回一个加完之后的类。

那重载加法运算符声明就可写成：

1.返回类型为 类 类型
2.this指针声明成const
3.第二个加数声明为const

Complex operator +(const Complex& src)const;

函数实现：
这里还用到了构造函数，将其构造后返回。

//加法运算符
	Complex operator +(const Complex& src)const
	{
		int a = _a + src._a;
		int b = _b + src._b;
		return Complex(a, b);
	}

使用运算符的两种方式：

s3和s4用到的方式都可以

	Complex s1(1, 2);
	Complex s2(2, 3);

	Complex s3 = s1 + s2;
	Complex s4 = s1.operator+(s2);

运行示例：
输出了 s3 和s4， 并且析构。

&& 运算符

比如要写一个方法来判断两个复数的实部是否都为0.

	if (s1 && s2)
	{
		cout << "all zero" << endl;
	}

实现：

	//&&
	bool operator &&(const Complex& src)const
	{
		return _a && src._a;
	}

cout<<运算符

想要重载输出运算符，首先想到的是将 cout 当作参数传递给函数。

简易版（相当于show())

	//cout <<
	void operator <<(ostream& out)
	{
		out << _a << "+" << _b << "i" << endl;
	}

这样重载的话，就只能当作show()方法一样调用。而不能直接使用cout。

臻享版

首先要知道，cout是一个二元运算符，那我们传递参数的时候，也是传递两个参数，向上面的简易版，第一个参数为this指针, 第二个才是cout ,如果想把this指针移到第二个参数位置，是办不到的，所以只能当作show方法的样子来写。

void operator <<(/*this*/ostream& out)
	{
		out << _a << "+" << _b << "i" << endl;
	}

解决方法：
把要输出的参数放在第二个位置。

这里就需要在类外实现，实现的方法利用友元性质，放入类中。

如图所示，我确实是在类外写的。

运行示例：
这里直接写cout << s1

int main(void)
{
	Complex s1(1, 2);
	Complex s2(2, 3);

	Complex s3 = s1 + s2;
	Complex s4 = s1.operator+(s2);

	s3.show();
	s4.show();
	//s1.operator<<(cout);
	cout << s1;

	return 0;
}

没有问题，把 1+2i 输出了

但如果想要连续输出，例如：

cout << s1 << s2;

我像上面那样写就不行了，因为这个方法的返回类型是void,函数参数先接收 cout 和 s1, 然后返回void,将void 和 s2又当作参数传递过去，显然是不行的。

解决方法：
将这个方法的返回类型写成输出流对象， 即ostream

ostream& operator <<(ostream& out, const Complex& src)
{
	out << src._a << "+" << src._b << "i" << endl;
	return out;
}

同样友元函数也写成：

friend ostream& operator <<(ostream& out, const Complex& src);

这样写的话就可以连续输出

示例：若要输出三个对象

cout << s1 << s2 << s3;

运行结果

++运算符 前置++

前置++的意思是先 自加1，再返回。

实现：
这里只针对复数的实部

	//前置++
	Complex& operator ++()
	{
		++_a;
		return *this;
	}

后置++

后置++的意思是先传值，再自增1 。

实现：
参数列表里的int没有实质意义，只是让编译器区分前置还是后置。

	//后置++
	Complex operator ++(int)
	{
		int tmp = _a;
		_a++;
		return Complex(tmp, _b);
	}

练习

通过上面介绍的这些运算符重载，可以写出其他一些。

这里可以实现有
减法运算符、 ||运算符、 >>运算符 和 自减运算符（- -）。

例如减法运算符：和加法一样的写法：

	//减法运算符
	Complex operator -(const Complex& src)const
	{
		int a = _a - src._a;
		int b = _b - src._b;
		return Complex(a, b);
	}

到此这篇关于C++ 运算符重载 简介的文章就介绍到这了,更多相关C++ 运算符重载内容请搜索我们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我们！