C++运算符重载是什么,如何引入运算符重载
回顾类
在正常构造类的时候,有些成员方法可以不用写出来,例如在这样一个表示时间的类中,拷贝构造函数只是浅拷贝,和系统默认的步骤是一样的,可以不用写了。 同样,析构函数如果在对象死亡之前没有必须要做的事情,也可以不用写。
所以在下面的例子中,拷贝构造和析构函数可以省略。
class Time { public: Time(); Time(const Time& src) { _hour = src._hour; _minutes = src._minutes; } ~Time(); private: int _hour; int _minutes; } ;
通过示例引入运算符重载
示例
若要将两个等数组中各个下标对应的字符相加,普通写法为:
#includeiostream> using namespace std; int main(void) { const int SIZE = 10; int ch1[SIZE] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 } ; int ch2[SIZE] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 } ; int ch3[SIZE]; for (int i = 0; i SIZE; ++i) { ch3[i] = ch1[i] + ch2[i]; } for (int i = 0; i SIZE; ++i) { cout ch3[i] " "; } cout endl; return 0; }
这样是可以正常输出的:
再来看看运算符重载的示例,这里使用的是 string 类。
#includeiostream> #includestring> using namespace std; int main(void) { string s1 = "aaaa"; string s2 = "bbbb"; string s3 = s1 + s2; cout s3 endl; return 0; }
这里的 s1 + s2就是运用的加法运算符重载,内部实现也是对应的下标再加,但这样简单的写法,强调了实质。
定义
要重载运算符,需要使用被称为运算符函数的特殊函数形式。
格式:
ret_form operator op(argument-list)
例如加法运算符:
operator +();
可重载的运算符
这里开个玩笑,列出这写可重载的,大家有兴趣可以自己实现。
本文讲述的类
下面是文章示例的一个类:
表示一个复数
class Complex { public: //默认构造 Complex(); //构造函数 Complex(int a, int b) { _a = a; _b = b; } //打印 void show() { cout _a "+" _b endl; } //析构函数 ~Complex() { cout "Program Exit" endl; } private: int _a; //实部 int _b; //虚部 }
加法运算符
如果要使用到加法,如
int main(void) { Complex s1(1, 2); Complex s2(2, 3); Complex s3 = s1 + s2; return 0; }
那首先要确定,我不能改变加数原本的值,其次,我需要返回一个加完之后的类。
那重载加法运算符声明就可写成:
1.返回类型为 类 类型
2.this指针声明成const
3.第二个加数声明为const
Complex operator +(const Complex& src)const;
函数实现:
这里还用到了构造函数,将其构造后返回。
//加法运算符 Complex operator +(const Complex& src)const { int a = _a + src._a; int b = _b + src._b; return Complex(a, b); }
使用运算符的两种方式:
s3和s4用到的方式都可以
Complex s1(1, 2); Complex s2(2, 3); Complex s3 = s1 + s2; Complex s4 = s1.operator+(s2);
运行示例:
输出了 s3 和s4, 并且析构。
& & 运算符
比如要写一个方法来判断两个复数的实部是否都为0.
if (s1 & & s2) { cout "all zero" endl; }
实现:
//& & bool operator & & (const Complex& src)const { return _a & & src._a; }
cout运算符
想要重载输出运算符,首先想到的是将 cout 当作参数传递给函数。
简易版(相当于show())
//cout void operator (ostream& out) { out _a "+" _b "i" endl; }
这样重载的话,就只能当作show()方法一样调用。而不能直接使用cout。
臻享版
首先要知道,cout是一个二元运算符,那我们传递参数的时候,也是传递两个参数,向上面的简易版,第一个参数为this指针, 第二个才是cout ,如果想把this指针移到第二个参数位置,是办不到的,所以只能当作show方法的样子来写。
void operator (/*this*/ostream& out) { out _a "+" _b "i" endl; }
解决方法:
把要输出的参数放在第二个位置。
这里就需要在类外实现,实现的方法利用友元性质,放入类中。
如图所示,我确实是在类外写的。
运行示例:
这里直接写cout s1
int main(void) { Complex s1(1, 2); Complex s2(2, 3); Complex s3 = s1 + s2; Complex s4 = s1.operator+(s2); s3.show(); s4.show(); //s1.operator(cout); cout s1; return 0; }
没有问题,把 1+2i 输出了
但如果想要连续输出,例如:
cout s1 s2;
我像上面那样写就不行了,因为这个方法的返回类型是void,函数参数先接收 cout 和 s1, 然后返回void,将void 和 s2又当作参数传递过去,显然是不行的。
解决方法:
将这个方法的返回类型写成输出流对象, 即ostream
ostream& operator (ostream& out, const Complex& src) { out src._a "+" src._b "i" endl; return out; }
同样友元函数也写成:
friend ostream& operator (ostream& out, const Complex& src);
这样写的话就可以连续输出
示例:若要输出三个对象
cout s1 s2 s3;
运行结果
++运算符 前置++
前置++的意思是先 自加1,再返回。
实现:
这里只针对复数的实部
//前置++ Complex& operator ++() { ++_a; return *this; }
后置++
后置++的意思是先传值,再自增1 。
实现:
参数列表里的int没有实质意义,只是让编译器区分前置还是后置。
//后置++ Complex operator ++(int) { int tmp = _a; _a++; return Complex(tmp, _b); }
练习
通过上面介绍的这些运算符重载,可以写出其他一些。
这里可以实现有
减法运算符、 ||运算符、 >
>
运算符 和 自减运算符(- -)。
例如减法运算符:和加法一样的写法:
//减法运算符 Complex operator -(const Complex& src)const { int a = _a - src._a; int b = _b - src._b; return Complex(a, b); }
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