C++超詳細講解操作符的重載

更新時間：2022年06月01日 10:17:12 作者：清風(fēng)自在流水潺潺

C++預(yù)定義中的運算符的操作對象只局限于基本的內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，但是對于我們自定義的類型（類）是沒有辦法操作的。但是大多時候我們需要對我們定義的類型進行類似的運算，這個時候就需要我們對這么運算符進行重新定義，賦予其新的功能，以滿足自身的需求

一、需要解決的問題

下面的復(fù)數(shù)解決方案是否可行？

下面看一下復(fù)數(shù)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;
}

輸出結(jié)果如下：

思考

Add 函數(shù)可以解決 Complex 對象相加的問題，但是 Complex 是現(xiàn)實世界中確實存在的復(fù)數(shù)，并且復(fù)數(shù)在數(shù)學(xué)中的地位和普通的實數(shù)相同。

為什么不能讓＋操作符也支持復(fù)數(shù)相加呢？這個就涉及到操作符的重載。

二、操作符重載

C++ 中的重載能夠擴展操作符的功能

操作符的重載以函數(shù)的方式進行

本質(zhì)

用特殊形式的函數(shù)擴展操作符的功能

通過 operator 關(guān)鍵字可以定義特殊的函數(shù)
operator 的本質(zhì)是通過函數(shù)重載操作符

語法

下面來初探一下操作符重載：

#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;
}

輸出結(jié)果如下：

可以將操作符重載函數(shù)定義為類的成員函數(shù)

比全局操作符重載函數(shù)少—個參數(shù)（左操作數(shù))
不需要依賴友元就可以完成操作符重載
編譯器優(yōu)先在成員函數(shù)中尋找操作符重載函數(shù)

下面來實現(xiàn)在成員函數(shù)中重載操作符：

#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;
}

輸出結(jié)果如下：

這個說明編譯器優(yōu)先在成員函數(shù)中尋找操作符重載函數(shù)

故上述代碼可以直接寫成：

#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;
}