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。