运算符重载

为什么要对运算符进行重载?

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些运算符进行重新定义,赋予新的功能,以满足自身的需求。

C++运算符重载的实质:

运算符重载的实质就是函数重载或函数多态。运算符重载是一种形式的C++多态。目的在于让人能够用同名函数来完成不同的基本操作。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。



1. 输入和输出操作符

2. 算术操作符和关系操作符

3. 下标操作符

4. 自加、自减操作符

一、输入输出操作符

结果:


说明:

1) IO操作必须为非成员函数

原因:IO操作的接口返回的是ostream&对象(只有返回左值,这样才能连续的输出,例如cout << c1 << ',' << c2 )。自定义的输出的操作符应该与其相似。如果将其定义为成员函数(有个首默认参数this,既指向自己的指针),左操作数只能是该类型的对象,则没法办到。

2) 因为要访问指定类的私有成员,所以在该类中声明输出操作符为友元函数。

3) 第一个形参必须为引用。因为IO对象不可以复制。同理返回值必须为一个引用。

4) 第一个形参不可以为const(针对于输出),因为写入到流会改变其值。

5) 第二个为引用,这样可以避免复制。参数可以为const,可以接收const对象和非const对象;否则,如果为非const对象。一般为const,毕竟只是输出而已,不改变对象。

注:输入与输出操作符的重要的区别:输入操作符必须处理错误和文件结束的可能性。输入如果有多个值的话,如果一个数错了,则前边赋值正确的已经生效,后边的用了默认值,可以这样设计,如果输入错误,将整个对象复位,恢复到最初的状态。


结果:


二、算术操作符和关系操作符

    1) 相等操作符


通过上面的实例可以看出,拷贝构造和"="重载的结果是一样的。在"="重载函数中返回 this指针是为了连续赋值,而拷贝构造不需要此操作就可以实现连续赋值。还有就是重载函数有两种形式,但是"="重载不能使用友元,这里要说明一下重载操作符的限制。

重载限制

a. 重载的操作符(部分除外)不必是成员函数,但重载的操作符至少有一个用户自定义的类,这是为了防止用户为标准类型重载操作符,例如两个整数的加法重载为乘法之类的;

b. 使用重载操作符不能违反原来的语法,例如不能把二元操作符重载为医院操作符。同样不能改变优先级。

c. 不能定义新的操作符。

d. 并非所有的操作符都被重载下图是一些常用的能被重载的操作符:


e. 大多数操作符都能通过成员或非成员函数重载,但以下操作符只能通过成员函数重载:

    -->  =   赋值操作符

    -->  ()  函数调用操作符

    -->  []  下标操作符

    -->  ->  通过指针访问类成员的操作符

假如我们重载了加法操作符,使得A+3能正常使用,那么如果是3+A呢?因为重载时规定+左边是对象右边是int,所以3+A是非法的。如何解决呢?

一般会使用友元。

友元有三种:友元类,友元函数,友元成员函数。

1. 友元函数的创建:加上friend关键字,注意参数的数量。

    虽然friend operator*(...) 函数在类中声明的,但它不是成员函数,不能使用成员操作符来调用;

    虽然友元函数不是成员函数,但它的访问权限跟成员函数相同;    

    友元函数的声明放在共有段和私有段是一样的。

2. 友元函数与成员函数的区别:

    成员函数有this指针,而友元函数没有this指针;

    友元函数是不能被继承的,就像父亲的朋友未必是儿子的朋友。

三、下标操作符


结果:

u

下标操作必须为函数成员,因为传递一个参数,还需要另一个指向自己的指针参数,正好函数成员的this可以胜任。一般不要像上图那样,容易把自己搞糊涂。

四、前后++/--


前后++

它们的区别在于后++再函数中加入了哑元参数。

其他的就不进行总结了,如有兴趣可以一起探讨。

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