重新C++系列之运算符重载
一、什么是运算符重载
简单来讲就是对运算符赋予新的意义,但是又不能改变原有的含义,它本身也就是一个函数。运算符重载的本质是以函数的方式来体现。
二、运算符重载有几种
1、按照作用域来划分,有全局操作符重载函数和成员函数操作符重载函数。
2、按照操作数个数来划分,有单目运算符重载和双目运算符重载。
通常来讲,往往把输入流和输出流运算符改写为全局操作符重载函数,普通的运算符改写为成员函数操作符重载函数。如果想要使用成员函数来重载输出流《 和 输入流》,必须在C++库中对应的类加入这个重载的成员函数,不建议使用。
三、运算符重载的特性
1、不能新增运算符,只能对已有的C++运算符进行重载。
2、不能改变操作数的个数,运算符重载后仍是原有操作数个数。
3、尽量不改变语义,应当使重载运算符功能是类似相同。
4、并不是所有的运算符都可以重载,以下5个运算符不能重载作用域运算符::,成员访问运算符.,类型长度运算符sizeof(),成员指针运算符.*,条件运算符?:。
四、怎么实现运算符重载
采用普通函数的调用方式来调用运算符重载函数,基本语法如下:
// 关键字operator不能省略 // 函数名:operator 运算符 // 参数列表:操作数的个数受原有运算符的操作数个数限定返回值 operator 运算符(参数列表) {// 重载函数体 }
五、案例
1、运算符重载的简单使用
#include <iostream>using namespace std;// 复数类 class Complex { private:int a; // 实部int b; // 虚部 public:Complex(int a = 0, int b = 0){this->a = a;this->b = b;}void show(){if(b < 0){cout << a << b << "i" << endl;}else{cout << a << "+" << b << "i" << endl;}}// 重载运算符+Complex& operator + (const Complex& op){static Complex temp;temp.a = this->a + op.a;temp.b = this->b + op.b;return temp;}// 重载运算符-Complex& operator - (const Complex& op){static Complex temp;temp.a = this->a - op.a;temp.b = this->b - op.b;return temp;}// 重载运算符*Complex& operator * (const Complex& op){static Complex temp;temp.a = this->a*op.a - this->b*op.b;temp.b = this->a*op.b + this->b*op.a;return temp;}// 重载运算符 / Complex& operator / (const Complex& op){static Complex temp;int x = op.a*op.a + op.b*op.b;temp.a = (this->a*op.a + this->b*op.b)/x;temp.b = (this->b*op.a - this->a*op.b)/x;return temp;}bool operator == (const Complex& op){return (this->a == op.a && this->b == op.b);}};int main() {Complex A(1, 2);Complex B(1, 2);if(A == B){cout << "A == B" << endl;}Complex C = A + B;cout << "C = ";C.show();Complex D = A - B;cout << "D = ";D.show();Complex E = A * B;cout << "E = ";E.show();Complex F = A / B;cout << "F = ";F.show();return 0; }
2、全局操作符重载示例
#include <iostream>using namespace std;// 复数类 class Complex { private:int a; // 实部int b; // 虚部 public:Complex(int a = 0, int b = 0){this->a = a;this->b = b;}void show(){if(b < 0){cout << a << b << "i" << endl;}else{cout << a << "+" << b << "i" << endl;}}// 全局操作符重载,重载输入流和输出流,为了方便通常声明friend友元函数friend ostream& operator << (ostream & output, const Complex & other);friend istream& operator >> (istream & input, Complex & other);}; // 可以改为以下定义,但是后面不能连续输入对象,即cout<< A << endl;是非法的,只能cout << A; // void operator << (ostream & output, const Complex & other)ostream& operator << (ostream & output, const Complex & other) {if(other.b < 0){output << other.a << other.b << "i";}else{cout << other.a << "+" << other.b << "i";}return output;}// 可以改为以下定义,但是后面不能连续输入对象,即cin>>A>>B;是非法的,只能cin>>A; cin>>B; // void operator >> (istream & output, const Complex & other) istream& operator >> (istream & input, Complex & other) {input >> other.a >> other.b;return input; }int main() {Complex A;Complex B;cin >> A >> B; // 可以连续输入类对象cout << "A = ";A.show();cout << "B = " << B << endl;return 0; }
3、[]运算符和()运算符
#include <iostream>using namespace std;class Test { private:int *a;int len; public:Test(int len = 1){this->len = len;if(len <= 0){cout << "len is less than 0" << endl;return;}a = new int[len];}~Test(){if(a != nullptr){delete [] a;a = nullptr;}}// 重载[]运算符函数int& operator[](int index){return a[index];}// 重载()运算符函数,变成所谓的仿函数,可以用类对象来作为函数名void operator()(int len){for(int i = 0; i < len; i++){cout << a[i] << " "; }cout << endl;}};int main() {Test temp(5);for(int i = 0; i < 5; i++){temp[i] = i+1; // 像数组那样来操作}temp(5); // 像调用函数那样来操作return 0; }
六、总结
运算符重载通常是为了更加方便的操作类对象,但是并不是所有的运算符都可以重载,重载的运算符应该尽量跟原来运算符的含义相似,同时不能创造新的不属于C++的运算符。
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