C++主要操作符重载的定义和总结
C++中預(yù)定義的運(yùn)算符的操作對(duì)象只能是基本數(shù)據(jù)類型，實(shí)際上，對(duì)于很多用戶自定義類型，也需要有類似的運(yùn)算操作。例如：?
class?complex?
{?
?public:?
??complex(double?r=0.0,double?I=0.0){real=r;imag=I;}?
??void?display();?
?private:?
??double?real;?
??double?imag;?
};?
complex?a(10,20),b(5,8);?
“a+b”運(yùn)算如何實(shí)現(xiàn)？這時(shí)候我們需要自己編寫程序來(lái)說明“+”在作用于complex類對(duì)象時(shí)，該實(shí)現(xiàn)什么樣的功能，這就是運(yùn)算符重載。運(yùn)算符重載是對(duì)已有的運(yùn)算符賦予多重含義，使同一個(gè)運(yùn)算符作用于不同類型的數(shù)據(jù)導(dǎo)致不同類型的行為。?
運(yùn)算符重載的實(shí)質(zhì)是函數(shù)重載。在實(shí)現(xiàn)過程中，首先把指定的運(yùn)算表達(dá)式轉(zhuǎn)化為對(duì)運(yùn)算符函數(shù)的調(diào)用，運(yùn)算對(duì)象轉(zhuǎn)化為運(yùn)算符函數(shù)的實(shí)參，然后根據(jù)實(shí)參的類型來(lái)確定需要調(diào)用達(dá)標(biāo)函數(shù)，這個(gè)過程愛編譯過程中完成。?
一、?運(yùn)算符重載的規(guī)則?
運(yùn)算符重載規(guī)則如下：?
①、?C++中的運(yùn)算符除了少數(shù)幾個(gè)之外，全部可以重載，而且只能重載C++中已有的運(yùn)算符。?
②、?重載之后運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性都不會(huì)改變。?
③、?運(yùn)算符重載是針對(duì)新類型數(shù)據(jù)的實(shí)際需要，對(duì)原有運(yùn)算符進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑臁Ｒ话銇?lái)說，重載的功能應(yīng)當(dāng)與原有功能相類似，不能改變?cè)\(yùn)算符的操作對(duì)象個(gè)數(shù)，同時(shí)至少要有一個(gè)操作對(duì)象是自定義類型。?
不能重載的運(yùn)算符只有五個(gè)，它們是：成員運(yùn)算符“.”、指針運(yùn)算符“*”、作用域運(yùn)算符“：：”、“sizeof”、條件運(yùn)算符“？：”。?
運(yùn)算符重載形式有兩種，重載為類的成員函數(shù)和重載為類的友元函數(shù)。?
運(yùn)算符重載為類的成員函數(shù)的一般語(yǔ)法形式為：?
函數(shù)類型?operator?運(yùn)算符（形參表）?
{?
??函數(shù)體；?
}?
運(yùn)算符重載為類的友元函數(shù)的一般語(yǔ)法形式為：?
friend?函數(shù)類型?operator?運(yùn)算符（形參表）?
{?
??函數(shù)體；?
}?
其中，函數(shù)類型就是運(yùn)算結(jié)果類型；operator是定義運(yùn)算符重載函數(shù)的關(guān)鍵字；運(yùn)算符是重載的運(yùn)算符名稱。?
當(dāng)運(yùn)算符重載為類的成員函數(shù)時(shí)，函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)比原來(lái)的操作個(gè)數(shù)要少一個(gè)；當(dāng)重載為類的友元函數(shù)時(shí)，參數(shù)個(gè)數(shù)與原操作數(shù)個(gè)數(shù)相同。原因是重載為類的成員函數(shù)時(shí)，如果某個(gè)對(duì)象使用重載了的成員函數(shù)，自身的數(shù)據(jù)可以直接訪問，就不需要再放在參數(shù)表中進(jìn)行傳遞，少了的操作數(shù)就是該對(duì)象本身。而重載為友元函數(shù)時(shí)，友元函數(shù)對(duì)某個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，就必須通過該對(duì)象的名稱來(lái)進(jìn)行，因此使用到的參數(shù)都要進(jìn)行傳遞，操作數(shù)的個(gè)數(shù)就不會(huì)有變化。?
運(yùn)算符重載的主要優(yōu)點(diǎn)就是允許改變使用于系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)算符的操作方式，以適應(yīng)用戶自定義類型的類似運(yùn)算。?
二、?運(yùn)算符重載為成員函數(shù)?
對(duì)于雙目運(yùn)算符B，如果要重載B為類的成員函數(shù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)表達(dá)式oprd1?B?oprd2,其中oprd1為類A的對(duì)象，則應(yīng)當(dāng)把B重載為A類的成員函數(shù)，該函數(shù)只有一個(gè)形參，形參的類型是oprd2所屬的類型。經(jīng)過重載后，表達(dá)式oprd1?B?oprd2?就相當(dāng)于函數(shù)調(diào)用oprd1.operator?B(oprd2).?
對(duì)于前置單目運(yùn)算符U，如“-”（負(fù)號(hào)）等，如果要重載U為類的成員函數(shù)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)表達(dá)式U?oprd，其中oprd為A類的對(duì)象，則U應(yīng)當(dāng)重載為A類的成員函數(shù)，函數(shù)沒有形參。經(jīng)過重載之后，表達(dá)式U?oprd相當(dāng)于函數(shù)調(diào)用oprd.operator?U().?
對(duì)于后置運(yùn)算符“++”和“-?-”，如果要將它們重載為類的成員函數(shù)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)表達(dá)式oprd++或oprd--，其中oprd為A類的對(duì)象，那么運(yùn)算符就應(yīng)當(dāng)重載為A類的成員函數(shù)，這時(shí)函數(shù)要帶有一個(gè)整型形參。重載之后，表達(dá)式oprd++和oprd—就想當(dāng)于函數(shù)調(diào)用oprd.operator++(0)和oprd.operator—(0);?
運(yùn)算符重載就是賦予已有的運(yùn)算符多重含義。通過重新定義運(yùn)算符，使它能夠用于特定類的對(duì)象執(zhí)行特定的功能，這便增強(qiáng)了C++語(yǔ)言的擴(kuò)充能力。
?
1.?運(yùn)算符重載的作用:
運(yùn)算符重載允許C/C++的運(yùn)算符在用戶定義類型(類)上擁有一個(gè)用戶定義的意義。重載的運(yùn)算符是函數(shù)調(diào)用的語(yǔ)法修飾：
class Fred
{
public:
// ...
};
?
#if 0
//?沒有算符重載：
Fred add(Fred, Fred);
Fred mul(Fred, Fred);
?
Fred f(Fred a, Fred b, Fred c)
{
return add(add(mul(a,b), mul(b,c)), mul(c,a)); //?哈哈，多可笑...
}
#else
//?有算符重載：
Fred operator+ (Fred, Fred);
Fred operator* (Fred, Fred);
?
Fred f(Fred a, Fred b, Fred c)
{
return a*b + b*c + c*a;
}
#endif
?
2.?可以用作重載的運(yùn)算符:
算術(shù)運(yùn)算符：+,-,*,/,%,++,--;
位操作運(yùn)算符：&,|,~,^,＜＜,＞＞
邏輯運(yùn)算符：!,&&,||;
比較運(yùn)算符：＜,＞,＞=,＜=,==,!=;
賦值運(yùn)算符：=,+=,-=,*=,/=,%=,&=,|=,^=,＜＜=,＞＞=;
其他運(yùn)算符：[],(),-＞,,(逗號(hào)運(yùn)算符),new,delete,new[],delete[],-＞*。
下列運(yùn)算符不允許重載：
.,.*,::,?:
?
3.?運(yùn)算符重載后，優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性:
用戶重載新定義運(yùn)算符，不改變?cè)\(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。這就是說，對(duì)運(yùn)算符重載不改變運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性，并且運(yùn)算符重載后，也不改變運(yùn)算符的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，即單目運(yùn)算符只能重載為單目運(yùn)算符，雙目運(yùn)算符只能重載雙目運(yùn)算符。
?
4.?編譯程序如何選用哪一個(gè)運(yùn)算符函數(shù):
運(yùn)算符重載實(shí)際是一個(gè)函數(shù)，所以運(yùn)算符的重載實(shí)際上是函數(shù)的重載。編譯程序?qū)\(yùn)算符重載的選擇，遵循著函數(shù)重載的選擇原則。當(dāng)遇到不很明顯的運(yùn)算時(shí)，編譯程序?qū)⑷ふ覅?shù)相匹配的運(yùn)算符函數(shù)。
?
5.?重載運(yùn)算符有哪些限制:
(1)?不可臆造新的運(yùn)算符。必須把重載運(yùn)算符限制在C++語(yǔ)言中已有的運(yùn)算符范圍內(nèi)的允許重載的運(yùn)算符之中。
(2)?重載運(yùn)算符堅(jiān)持4個(gè)“不能改變”。
·不能改變運(yùn)算符操作數(shù)的個(gè)數(shù)；
·不能改變運(yùn)算符原有的優(yōu)先級(jí)；
·不能改變運(yùn)算符原有的結(jié)合性；
·不能改變運(yùn)算符原有的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。
?
6.?運(yùn)算符重載時(shí)必須遵循哪些原則:
運(yùn)算符重載可以使程序更加簡(jiǎn)潔，使表達(dá)式更加直觀，增加可讀性。但是，運(yùn)算符重載使用不宜過多，否則會(huì)帶來(lái)一定的麻煩。
(1)?重載運(yùn)算符含義必須清楚。
(2)?重載運(yùn)算符不能有二義性。
運(yùn)算符重載函數(shù)的兩種形式
運(yùn)算符重載的函數(shù)一般地采用如下兩種形式：成員函數(shù)形式和友元函數(shù)形式。這兩種形式都可訪問類中的私有成員。
?
1.?重載為類的成員函數(shù)
這里先舉一個(gè)關(guān)于給復(fù)數(shù)運(yùn)算重載復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算符的例子。復(fù)數(shù)由實(shí)部和虛部構(gòu)造，可以定義一個(gè)復(fù)數(shù)類，然后再在類中重載復(fù)數(shù)四則運(yùn)算的運(yùn)算符。先看以下源代碼：
#include?＜iostream.h＞
?
class complex
{
public:
complex() { real=imag=0; }
complex(double r, double i)
{
real = r, imag = i;
}
complex operator +(const complex &c);
complex operator -(const complex &c);
complex operator *(const complex &c);
complex operator /(const complex &c);
friend void print(const complex &c);
private:
double real, imag;
};
?
inline complex complex::operator +(const complex &c)
{
return complex(real + c.real, imag + c.imag);
}
?
inline complex complex::operator -(const complex &c)
{
return complex(real - c.real, imag - c.imag);
}
?
inline complex complex::operator *(const complex &c)
{
return complex(real * c.real - imag * c.imag, real * c.imag + imag * c.real);
}
?
inline complex complex::operator /(const complex &c)
{
return complex((real * c.real + imag + c.imag) / (c.real * c.real + c.imag * c.imag),
(imag * c.real - real * c.imag) / (c.real * c.real + c.imag * c.imag));
}
?
void print(const complex &c)
{
if(c.imag＜0)
cout＜＜c.real＜＜c.imag＜＜'i';
else
cout＜＜c.real＜＜'+'＜＜c.imag＜＜'i';
}
?
void main()
{
complex c1(2.0, 3.0), c2(4.0, -2.0), c3;
c3 = c1 + c2;
cout＜＜"/nc1+c2=";
print(c3);
c3 = c1 - c2;
cout＜＜"/nc1-c2=";
print(c3);
c3 = c1 * c2;
cout＜＜"/nc1*c2=";
print(c3);
c3 = c1 / c2;
cout＜＜"/nc1/c2=";
print(c3);
c3 = (c1+c2) * (c1-c2) * c2/c1;
cout＜＜"/n(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=";
print(c3);
cout＜＜endl;
}
?
該程序的運(yùn)行結(jié)果為：
c1+c2=6+1i
c1-c2=-2+5i
c1*c2=14+8i
c1/c2=0.45+0.8i
(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=9.61538+25.2308i
?
在程序中，類complex定義了4個(gè)成員函數(shù)作為運(yùn)算符重載函數(shù)。將運(yùn)算符重載函數(shù)說明為類的成員函數(shù)格式如下：
＜類名＞?operator?＜運(yùn)算符＞(＜參數(shù)表＞)
其中，operator是定義運(yùn)算符重載函數(shù)的關(guān)鍵字。
程序中出現(xiàn)的表達(dá)式：
????c1+c2
?
編譯程序?qū)⒔o解釋為：
?
??c1.operator+(c2)
?
其中，c1和c2是complex類的對(duì)象。operator+()是運(yùn)算+的重載函數(shù)。
該運(yùn)算符重載函數(shù)僅有一個(gè)參數(shù)c2。可見，當(dāng)重載為成員函數(shù)時(shí)，雙目運(yùn)算符僅有一個(gè)參數(shù)。對(duì)單目運(yùn)算符，重載為成員函數(shù)時(shí)，不能再顯式說明參數(shù)。重載為成員函數(shù)時(shí)，總時(shí)隱含了一個(gè)參數(shù)，該參數(shù)是this指針。this指針是指向調(diào)用該成員函數(shù)對(duì)象的指針。
?
2.?重載為友元函數(shù):
運(yùn)算符重載函數(shù)還可以為友元函數(shù)。當(dāng)重載友元函數(shù)時(shí)，將沒有隱含的參數(shù)this指針。這樣，對(duì)雙目運(yùn)算符，友元函數(shù)有2個(gè)參數(shù)，對(duì)單目運(yùn)算符，友元函數(shù)有一個(gè)參數(shù)。但是，有些運(yùn)行符不能重載為友元函數(shù)，它們是：=,(),[]和-＞。
重載為友元函數(shù)的運(yùn)算符重載函數(shù)的定義格式如下：
?
??friend?＜類型說明符＞?operator?＜運(yùn)算符＞(＜參數(shù)表＞)
??{……}
?
下面用友元函數(shù)代碼成員函數(shù)，重載編寫上述的例子，程序如下：
?
#include?＜iostream.h＞
?
class complex
{
public:
complex() { real=imag=0; }
complex(double r, double i)
{
real = r, imag = i;
}
friend complex operator +(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator -(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator *(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator /(const complex &c1, const complex &c2);
friend
void print(const complex &c);
private:
double real, imag;
};
?
complex operator +(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);
}
?
complex operator -(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real - c2.real, c1.imag - c2.imag);
}
?
complex operator *(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real * c2.real - c1.imag * c2.imag, c1.real * c2.imag + c1.imag * c2.real);
}
?
complex operator /(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex((c1.real * c2.real + c1.imag * c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag),
(c1.imag * c2.real - c1.real * c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag));
}
?
void print(const complex &c)
{
if(c.imag＜0)
cout＜＜c.real＜＜c.imag＜＜'i';
else
cout＜＜c.real＜＜'+'＜＜c.imag＜＜'i';
}
?
void main()
{
complex c1(2.0, 3.0), c2(4.0, -2.0), c3;
c3 = c1 + c2;
cout＜＜"/nc1+c2=";
print(c3);
c3 = c1 - c2;
cout＜＜"/nc1-c2=";
print(c3);
c3 = c1 * c2;
cout＜＜"/nc1*c2=";
print(c3);
c3 = c1 / c2;
cout＜＜"/nc1/c2=";
print(c3);
c3 = (c1+c2) * (c1-c2) * c2/c1;
cout＜＜"/n(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=";
print(c3);
cout＜＜endl;
}
該程序的運(yùn)行結(jié)果與上例相同。前面已講過，對(duì)又目運(yùn)算符，重載為成員函數(shù)時(shí)，僅一個(gè)參數(shù)，另一個(gè)被隱含；重載為友元函數(shù)時(shí)，有兩個(gè)參數(shù)，沒有隱含參數(shù)。因此，程序中出現(xiàn)的?c1+c2
編譯程序解釋為：
?
??operator+(c1, c2)
?
調(diào)用如下函數(shù)，進(jìn)行求值，
?
??complex operator +(const coplex &c1, const complex &c2)
?
3.?兩種重載形式的比較
一般說來(lái)，單目運(yùn)算符最好被重載為成員；對(duì)雙目運(yùn)算符最好被重載為友元函數(shù)，雙目運(yùn)算符重載為友元函數(shù)比重載為成員函數(shù)更方便此，但是，有的雙目運(yùn)算符還是重載為成員函數(shù)為好，例如，賦值運(yùn)算符。因?yàn)?#xff0c;它如果被重載為友元函數(shù)，將會(huì)出現(xiàn)與賦值語(yǔ)義不一致的地方。?其他運(yùn)算符的重載舉例
1).下標(biāo)運(yùn)算符重載
由于C語(yǔ)言的數(shù)組中并沒有保存其大小，因此，不能對(duì)數(shù)組元素進(jìn)行存取范圍的檢查，無(wú)法保證給數(shù)組動(dòng)態(tài)賦值不會(huì)越界。利用C++的類可以定義一種更安全、功能強(qiáng)的數(shù)組類型。為此，為該類定義重載運(yùn)算符[]。
下面一個(gè)例子：
?
#include?＜iostream.h＞
?
class CharArray
{
public:
CharArray(int l)
{
Length = l;
Buff = new char[Length];
}
~CharArray() { delete Buff; }
int GetLength() { return Length; }
char & operator [](int i);
private:
int Length;
char * Buff;
};
?
char & CharArray::operator [](int i)
{
static char ch = 0;
if(i＜Length&&i＞=0)
return Buff[i];
else
{
cout＜＜"/nIndex out of range.";
return ch;
}
}
?
void main()
{
int cnt;
CharArray string1(6);
char * string2 = "string";
for(cnt=0; cnt＜8; cnt++)
string1[cnt] = string2[cnt];
cout＜＜"/n";
for(cnt=0; cnt＜8; cnt++)
cout＜＜string1[cnt];
cout＜＜"/n";
cout＜＜string1.GetLength()＜＜endl;
}
該數(shù)組類的優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)?其大小不一定是一個(gè)常量。
(2)?運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)指定大小可以不用運(yùn)算符new和delete。
(3)?當(dāng)使用該類數(shù)組作函數(shù)參數(shù)時(shí)，不心分別傳遞數(shù)組變量本身及其大小，因?yàn)樵搶?duì)象中已經(jīng)保存大小。
在重載下標(biāo)運(yùn)算符函數(shù)時(shí)應(yīng)該注意：
(1)?該函數(shù)只能帶一個(gè)參數(shù)，不可帶多個(gè)參數(shù)。
(2)?不得重載為友元函數(shù)，必須是非static類的成員函數(shù)。?2).?重載增1減1運(yùn)算符.
增1減1運(yùn)算符是單目運(yùn)算符。它們又有前綴和后綴運(yùn)算兩種。為了區(qū)分這兩種運(yùn)算，將后綴運(yùn)算視為又目運(yùn)算符。表達(dá)式
????obj++或obj--
被看作為：
????obj++0或obj--0
下面舉一例子說明重載增1減1運(yùn)算符的應(yīng)用。
?
#include?＜iostream.h＞
?
class counter
{
public:
counter() { v=0; }
counter operator ++();
counter operator ++(int );
void print() { cout＜＜v＜＜endl; }
private:
unsigned v;
};
?
counter counter::operator ++()
{
v++;
return *this;
}
?
counter counter::operator ++(int)
{
counter t;
t.v = v++;
return t;
}
?
void main()
{
counter c;
for(int i=0; i＜8; i++)
c++;
c.print();
for(i=0; i＜8; i++)
++c;
c.print();
}
?
3).?重載函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符
可以將函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符()看成是下標(biāo)運(yùn)算[]的擴(kuò)展。函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符可以帶0個(gè)至多個(gè)參數(shù)。下面通過一個(gè)實(shí)例來(lái)熟悉函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符的重載。
?
#include?＜iostream.h＞
?
class F
{
public:
double operator ()(double x, double y) const;
};
?
double F::operator ()(double x, double y) const
{
return (x+5)*y;
}
?
void main()
{
F f;
cout＜＜f(1.5, 2.2)＜＜endl;
}
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/D-DZDD/p/7210567.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的C++主要操作符重载的定义和总结的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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