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2024-07-08 22:58| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、运算符的重载

　　1、运算符的重载

　　允许把标准运算符（如+ - * /等运算符）应用于自定义数据类型的对象，可以提高程序的可读性，运算符的重载本质上还是函数重载。运算符仅仅是语法上的方便，它是另一种函数调用的方式，只有在设计涉及的代码更容易写，尤其是更容易读的时候才有必要重载。

　　2、实现运算符重载的方式------既然是操作符重载，就必然会访问类的私有成员变量，根据类的封装性要求，除了友元函数外，其他任何外部操作都是违规的，所以不能用普通函数来重载操作符

类的成员函数友元函数（即类外的普通函数）普通函数---在极少数的情况下才会使用普通函数，因为普通函数不能直接访问类的私有成员。解决方法是在类中定义公用的设置数据的set函数和读取数据的get函数，在重载函数中调用这些函数去访问类的私有成员。显然这样不好。

　　3、运算符重载的原则：

不能重载的运算符有5个： . .* ?: :: sizeof 运算符重载不允许发明新的运算符不能改变运算符操作对象的个数运算符被重载后其优先级与结合性不会改变

　　4、友元函数与类成员函数的使用场合：

一般情况下，建议一元运算符使用类的成员函数，二元运算符使用友元函数运算符的操作需要修改类对象的状态，则使用成员函数。如需要做左值操作数的运算符（=，+=，*=，++，--）运算时，有数与对象的混合运算时，必须使用友元函数二元运算中，第一个操作数为非对象时，必须使用友元函数。如输入输出运算符> 具体规则如下：

　　5.友元函数与类成员函数的参数与返回值

参数：当参数不会被改变时，一般采用const引用，返回值：如果返回值可能出现在=左边，则只能作为左值，返回非const引用如果返回值只能出现在=右边，则只能作为右值，返回const型值或const型引用如果返回值既可能出现在=号左边，也可能出现在=右边，则其返回值必须为左值，返回非const引用。

二、使用函数、类成员函数、友元函数分别实现复数+运算符的重载

　　1、使用函数实现两个复数相加。示例代码如下：

1 class Complex 2 { 3 public: 4 Complex() 5 { 6 real = 0; 7 imag = 0; 8 } 9 10 Complex Complex_Add(Complex &); 11 12 private: 13 double real; 14 double imag; 15 }; 16 17 Complex Complex :: Complex_Add(Complex &c2) 18 { 19 Complex temp; 20 temp.real = this->real + c2.real; 21 temp.imag = this->imag + c2.imag; 22 23 return temp; 24 } 25 26 int main() 27 { 28 Complex c1(3,4),c2(1.2,-4),c3; 29 c3 = c1.Complex_Add(c2); 30 return 0; 31 }

这种调用方式太繁琐而且不直观

　　2、使用类成员函数重载运算符+实现复数运算。具体代码如下：

1 class Complex 2 { 3 public: 4 Complex() //无参构造函数 5 { 6 real = 0; 7 imag = 0; 8 } 9 Complex(double r, double i) //有参构造函数 10 { 11 real = r; 12 imag = i; 13 } 14 Complex operator + (Complex &c2); //声明重载运算符 15 private: 16 double real; 17 double imag; 18 }; 19 20 Complex Complex::operator +(Complex &c2) 21 { 22 Complex C;//定义一个C对象是为了能够连续使用+操作符 23 C.real = real + c2.real; 24 C.imag = imag + c2.imag; 25 return C; 26 } 27 int main() 28 { 29 Complex c1(3,4), c2(5,-10), c3; 30 c3 = c1 + c2; //运算符+ 用于复数运算 31 return 0; 32 }

主函数在执行c1+c2语句时，调用了运算符重载函数operator+()函数

相当于c1.operaor+(c2);

　　3、使用友元函数重载运算符+实现复数的相加。具体代码如下：

1 class Complex 2 { 3 public: 4 Complex() 5 { 6 real = 0; 7 imag = 0; 8 } 9 Complex(double r, double i) 10 { 11 real = r; 12 imag = i; 13 } 14 friend Complex operator + (Complex &c1, Complex &c2); //声明重载运算符 15 private: 16 double real; 17 double imag; 18 }; 19 20 Complex operator +(Complex &c1,Complex &c2) 21 { return Complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);//直接调用复制构造函数 22 } 23 int main() 24 { 25 Complex c1(3,4), c2(5,-10), c3; 26 c3 = c1 + c2; //运算符+ 用于复数运算 27 return 0; 28 }

必须是complex的对象才可以相加。如果是实数与complex对象相加，则实数会被默认的构造函数强制转换为虚部为0的复数进行相加。

三、成员函数重载与友元函数重载的区别：

　　1、成员函数与友元函数的区别

成员函数：可以通过this指针访问本类的成员，可以少写一个参数，但是表达式左边的的第一个参数必须是类对象，通过该类对象来调用成员函数。即表达式左侧的左侧运算量就是对象本身。友元函数：左边一般不是对象。比如输入输出运算符>一般都要申明为友元重载函数。

　　2、成员函数与友元函数对单目运算符双目运算符的比较

对于双目运算符：成员函数重载运算符参数列表需要含有一个参数，而友元函数重载运算符的参数列表需要有两个参数，对于单目运算符：成员函数重载运算符的参数列表中没有参数，而友元函数重载运算符的参数列表中含有一个参数。双目运算符可以被重载为友元函数运算符和成员函数运算符。对于复数类+号运算符的重载：当一个整数与一个复数相加时必须使用友元函数。因为使用成员函数表达式左侧必须是对象本身。因此双目运算符一般使用友元函数重载，单目运算符一般使用成员函数重载。下边列举分别使用成员函数与友元函数重载的++，--，自加加，自减减的例子使用成员函数以前缀和后缀方式重载运算符--；代码如下： 1 class three 2 { 3 public: 4 three(int a=0,int b=0,int c=0); 5 void print(); 6 three operator--();//声明自减运算符--重载成员函数（前缀方式） 7 three operator--(int);//声明自减运算符--重载成员函数（后缀方式） 8 private: 9 int x,y,z; 10 }; 11 12 three::three(int a,int b,int c) 13 { 14 x=a; 15 y=b; 16 z=c; 17 } 18 three three::operator--() 19 { 20 --x; 21 --y; 22 --z; 23 return *this;//返回自减后的当前对象 24 } 25 three three::operator--(int) 26 { 27 three temp(*this); 28 x--; 29 y--; 30 z--; 31 return temp; 32 } 使用友元函数以前缀方式后缀方式重载运算符++。具体代码如下： 1 class three 2 { 3 public: 4 three(int a=0,int b=0,int c=0); 5 void print(); 6 friend three operator++(three &op);//声明自加运算符++重载友元函数（前缀方式） 7 friend three operator++(three &op,int);//声明自加运算符++重载友元函数（后缀方式） 8 private: 9 int x,y,z; 10 }; 11 12 three::three(int a,int b,int c) 13 { 14 x=a; 15 y=b; 16 z=c; 17 } 18 19 three operator++(three &op) 20 { 21 ++op.x; 22 ++op.y; 23 ++op.z; 24 return op; 25 } 26 27 three operator++(three &op,int) 28 { 29 op.x++; 30 op.y++; 31 op.z++; 32 return op; 33 }

四、运算符重载过程中引用于const引用的使用详见后续博客。

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