C++ 运算符重载详解【建议收藏】

🎈 作者：Linux猿

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这篇文章对运算符的重载进行简单的总结。

1. 概念：运算符重载的本质是函数重载。

2. 格式：

返回类型 operator 运算符名称(形参列表)
{
    重载实体;
}

可以把上面的 [ operator 运算符名称 ] 看作新的函数名。

3. 规则：

• C++不允许用户自己定义新的运算符，只能对已有的C++运算符进行重载；
• C++允许重载的运算符，C++中绝大部分运算符都是可以被重载的；

重载不能改变运算符运算对象（即操作数）的个数；如，关系运算符“>”和“<”等是双目运算符，重载后仍为双目运算符，需要两个参数。运算符”+“，”-“，”*“，”&“等既可以作为单目运算符，也可以作为双目运算符，可以分别将它们重载为单目运算符或双目运算符。

重载不能改变运算符的优先级别；

重载不能改变运算符的结合性。如，复制运算符”=“是右结合性（自右至左），重载后仍为右结合性；

重载运算符的函数不能有默认的参数；

重载运算符的运算中至少有一个操作数是自定义类；

不必重载的运算符（= &）；

对运算符的重载，不应该失去其原有的意义；

4. 友元重载和成员重载

    大多数运算符既可以友元重载也可以成员重载，

4.1 单目运算符重载

格式：

    全局函数：operator#(M)；

    成员函数：M.operator#()

4.1.1 -（负数）运算符重载（+正数类似）

#include <iostream>
using namespace std;
class Complex{
public:
    Complex(float x=0, float y=0):_x(x),_y(y) {}
    void dis()
    {
        cout<<"("<<_x<<","<<_y<<")"<<endl;
    }
    const Complex operator-() const
    {
        return Complex(-_x,-_y);
    }
private:
    float _x;
    float _y;
};
int main()
{
    int n = 10;
    //作对比
    cout<<"n = "<<n<<endl;
    cout<<"-n = "<<-n<<endl;
    cout<<"-(-n) = "<<-(-n)<<endl;
    //-n = 10;    error
    Complex c(1,2);
    c.dis();
    Complex c2 = -c;
    c2.dis();
    c2 = -(-c);
    c2.dis();
    return 0;
}

如上述代码所示，返回值必须为const Complex，而且函数体为const类型，不能对成员变量进行更改。

4.1.2 ++运算符重载（前++，前--类似）

#include <iostream>
using namespace std;
class Complex{
public:
    Complex(float x=0, float y=0):_x(x),_y(y) {}
    void dis(){
        cout<<"("<<_x<<","<<_y<<")"<<endl;
    }
    Complex & operator++(void){
        _x++;
        _y++;
        return *this;
    }
private:
    float _x;
    float _y;
};
int main()
{
    //作对比
    int n = 10;
    cout<<"n = "<<n<<endl;
    cout<<"++n = "<<++n<<endl;
    cout<<"n = "<<n<<endl;
    cout<<"++++n = "<<++++n<<endl;
    cout<<"n = "<<n<<endl;
    (++n) = 99;
    cout<<n<<endl;
    Complex c(10,10);
    c.dis();
    Complex c2=++c;
    c2.dis();
    c.dis();
    c2 = ++++c;
    c2.dis();
    c.dis();
    (++c) = Complex(99, 99);
    c.dis();
    return 0;
}

输出结果：

4.1.3 ++运算符重载（后++，后--类似）

#include <iostream>
using namespace std;
class Complex{
public:
    Complex(float x=0, float y=0):_x(x),_y(y) {}
    void dis(){
        cout<<"("<<_x<<","<<_y<<")"<<endl;
    }
    const Complex operator++(int){//参数int用于区分前++和后++
        Complex t = *this;
        _x++;
        _y++;
        return t;
    }
private:
    float _x;
    float _y;
};
int main()
{
    //作对比
    int n = 10;
    cout<<n<<endl;
    cout<<n++<<endl;
    cout<<n<<endl;
    //cout<<n++++<<endl; //13 后++表达式不能连用
 
    Complex c(10,10);
    c.dis();
    Complex c2 = c++;
    c2.dis();
    c.dis();;
    //c2 = c++++;      error
    // c2.dis();
    return 0;
}

输出结果：

4.2 双目运算符重载

格式：

    全局函数：operator#(L, R);

    成员函数：L.operator#(R)

4.2.1 ＋=运算符重载（-= 也一样）

#include <iostream>
using namespace std;
class Complex{
public:
    Complex(float x=0, float y=0):_x(x),_y(y) {}
    void dis()
    {
        cout<<"("<<_x<<","<<_y<<")"<<endl;
    }
    Complex& operator+=(const Complex &c)
    {
        this->_x += c._x;
        this->_y += c._y;
        return *this;
    }
private:
    float _x;
    float _y;
};
int main(){
    int a = 10, b = 20,c = 30;
    (a += b) += c;            //作对比
    cout<<"a = "<<a<<endl;
    cout<<"b = "<<b<<endl;
    cout<<"c = "<<c<<endl;
    Complex a1(10, 10);
    Complex b1(20, 20);
    Complex c1(30, 30);
    (a1 += b1) += c1;
    a1.dis();
    b1.dis();
    c1.dis();
    return 0;
}

输出结果：

如上述代码所示，与类对象的内置类型作了对比。返回引用的原因：返回的操作数还要作为左值进行操作。

4.2.2 +运算符重载（-运算符类似）

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Complex{
public:
    Complex(float x=0, float y=0):_x(x),_y(y) {}
    void dis(){
        cout<<"("<<_x<<","<<_y<<")"<<endl;
    }
    const Complex operator+(const Complex &another);
private:
    float _x;
    float _y;
};
const Complex Complex::operator+(const Complex & another){
    return Complex(this->_x + another._x,this->_y + another._y);
}
int main()
{
    //作对比
    int a = 3;
    int b = 4;
    cout<<"a = "<<a<<endl;
    cout<<"b = "<<b<<endl;
    int c = a + b;
    cout<<"c = "<<c<<endl;
    //(a+b) = 10;       error
 
    Complex c1(3,3);
    Complex c2(4,4);
    c1.dis();
    c2.dis();
    Complex c3 = c1+c2;
    c3.dis();
    return 0;
}

输出结果：

友元函数的实现代码：链接~

上面只是简单的列举几个作为例子，String GitHub链接 是本人写的一个String的实现。

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