运算符重载

Posted 2020-06-30 超酷小子

一、运算符重载

      定义格式：

            operator 运算符 （）；

      说明：

            1. 运算符重载是通过创建运算符函数operator()来实现的；

            2. 函数operator()可以是它将要操作的类的成员，也可以不是类的成员，但非成员operator()函数通常是类的友元函数；

            3. 一般来讲，运算符重载的功能应当与原有的功能相类似；

            4. C++语言中只能重载原先已有定义的运算符；

            5. 下列运算符不能被重载： 类属关系运算符“ . ”， 成员指针运算符“ * ”， 作用域分辨符“ ：： ”， sizeof运算符和 

                三目运算符“ ？： ”；

            6. 不能改变运算符的操作个数、原有的优先级、原有的结合特性、对预定义类型数据的操作方式；

            7. 运算符重载函数operator运算符（）可以返回任何类型，甚至可以是void类型，但通常返回类型与它所操作的类的类型相

                同，这样可使重载运算符用在复杂的表达式中；

            8. c++编译器根据参数的个数和类型来决定调用哪个重载函数，因此可为同一个运算符定义几个运算符重载函数来进行不同的

                操作。 

 

二、友元运算符函数

        类内部声明格式：

              friend 返回类型 operator 运算符（形参表）；

        类外部定义格式：

              返回类型 operator 运算符（形参表）

              {

                        函数体

              }

        双目运算符友元函数调用方法：

              对象1名 运算符 对象2名；   //隐式调用               或             operator 运算符 （对象1名，对象2名）；     //显式调用

        单目运算符友元函数调用方法：

              运算符 对象名；   //隐式调用            或               operator 运算符 （对象名）；     //显式调用

        说明：

              1. 若友元运算符函数重载的是双目运算符，则参数表中有两个操作数；若重载的是单目运算符，则参数表中只有一个操

                  作数；

              2. 有时，在函数返回的时候，可以直接用类的构造函数来生成一个临时对象，而不对该对象进行命名； 

              3. 友元函数没有this指针，不能引用this指针所指的对象；这个函数采用对象参数通过传值的方法传递参数的；

              4. 不能用友元函数重载的运算符是： =， （）， []， -> ；

例子：

#include <iostream.h>    
  
class KComplex
{
private:
    double real;
    double imag;
public:
    KComplex(double r = 0, double i = 0)
    {
        real = r;
        imag = i;
    }

    void Print()
    {
        cout<<real;
        if (imag > 0)
        {
            cout<<" + ";
        }
        cout<<imag<<"i"<<endl;
    }

    friend KComplex operator + (KComplex, KComplex);      //用友元双目运算符函数重载运算符“+”
    friend KComplex operator - (KComplex, KComplex);      //用友元双目运算符函数重载运算符“-”
    friend KComplex operator * (KComplex, KComplex);      //用友元双目运算符函数重载运算符“*”
    friend KComplex operator / (KComplex, KComplex);      //用友元双目运算符函数重载运算符“/”
    friend KComplex operator ++ (KComplex);               //用友元单目运算符函数重载运算符“++”（前缀）
};

KComplex operator + (KComplex co1, KComplex co2)          //重载运算符“+”的实现
{//在函数返回时，可直接用类的构造函数来生成一个临时对象，
 //而不对该对象命名，这样是直接将一个无名临时对象创建到主调函数中，效率提高了很多
    return KComplex(co1.real + co2.real, co1.imag + co2.imag);
}

KComplex operator - (KComplex co1, KComplex co2)          //重载运算符“-”的实现
{
    return KComplex(co1.real - co2.real, co1.imag - co2.imag);
}

KComplex operator * (KComplex co1, KComplex co2)          //重载运算符“*”的实现
{
    double re, im;
    re = co1.real * co2.real - co1.imag * co2.imag;
    im = co1.real * co2.imag + co1.imag * co2.real;
    return KComplex(re, im);
}

KComplex operator / (KComplex co1, KComplex co2)          //重载运算符“/”的实现
{
    double re, im, te;
    te = co1.real * co1.real + co1.imag * co1.imag;
    re = (co1.real * co2.real + co1.imag * co2.imag) / te;
    im = (co2.imag * co1.real - co2.real * co1.imag) / te;
    return KComplex(re, im);
}

KComplex operator ++ (KComplex co)                       //重载运算符“++”的实现
{    
    return KComplex(++co.real, ++co.imag);
}

int main()
{
    KComplex com1(3, 4), com2(5, -10), total;

    total = com1 + com2;
    cout<<"com1 + com2 = ";
    total.Print();

    total = operator - (com1, com2);
    cout<<"com1 - com2 = ";
    total.Print();

    total = com1 * com2;
    cout<<"com1 * com2 = ";
    total.Print();

    total = com1 / com2;
    cout<<"com1 / com2 = ";
    total.Print();

    total = ++com1;
    cout<<"++com1 = ";
    total.Print();

    return 0;
}

程序结果：

                     com1 + com2 = 8-6i

                     com1 - com2 = -2 + 14i

                     com1 * com2 = 55-10i

                     com1 / com2 = -1-2i

                     ++com1 = 4 + 5i

 

三、成员运算符函数

        类内部声明格式：

              返回类型 operator 运算符 （形参表）；

        类外部定义格式：

              返回类型 类名：：operator 运算符 （形参表）

             {

                      函数体

             }

       双目运算符成员函数调用方法：

             对象1名 运算符 对象2名；   //隐式调用              或                对象1名.operator 运算符 （对象2名）；     //显式调用

       单目运算符成员函数调用方法：

             运算符 对象名；   //隐式调用               或              对象名.operator 运算符 （）；     //显式调用              

       说明：

             1. 在成员运算符函数的形参表中，若运算符是单目的，则参数表为空；若运算符是双目运算符，则参数表中有一个操作数；

             2. 对双目运算符成员函数，其形参表中的参数作为运算符的右操作数，此时当前对象作为运算符的左操作数，它是通过this指

                 针隐含地传递给函数的。

例子：

#include <iostream>    
using namespace std; 
  
class KComplex
{
private:
    double real;
    double imag;
public:
    KComplex(double r = 0, double i = 0)
    {
        real = r;
        imag = i;
    }
    double GetReal()
    {
        return real;
    }
    double GetImag()
    {
        return imag;
    }
    KComplex operator +  (KComplex);          //双目运算符的成员函数在类内部声明格式
    KComplex operator ++  ();                 //单目运算符的成员函数在类内部声明格式
};

KComplex KComplex::operator + (KComplex col)      //双目运算符的成员函数在类外部定义格式
{
    return KComplex(col.real + real, col.imag + imag);
}

KComplex KComplex::operator ++ ()                 //单目运算符的成员函数在类外部定义格式
{
    return KComplex(++real, ++imag);
}

int main()
{
    KComplex com1(1.1,2.2), com2(3.3,4.4), total1, total2, total3, total4;
    total1 = com1.operator+ (com2);           //双目运算符成员函数的调用
    total2 = com1 + com2;
    cout<<"real1 = "<<total1.GetReal()<<" "<<"imag1 = "<<total1.GetImag()<<endl;
    cout<<"real2 = "<<total2.GetReal()<<" "<<"imag2 = "<<total2.GetImag()<<endl;
    total3 = com1.operator++ ();              //单目运算符成员函数的调用
    total4 = ++com1;
    cout<<"real1 = "<<total3.GetReal()<<" "<<"imag1 = "<<total3.GetImag()<<endl;
    cout<<"real2 = "<<total4.GetReal()<<" "<<"imag2 = "<<total4.GetImag()<<endl;
    return 0;
}

程序结果：

                  real1 = 4.4 imag1 = 6.6

                  real2 = 4.4 imag2 = 6.6

                  real1 = 2.1 imag1 = 3.2

                  real2 = 3.1 imag2 = 4.2