【C++】C++学习笔记之六:操作符重载

1. 操作符重载的意义

对于C++内置的数据类型,可以简单明了地使用操作符对数据进行处理,如:

//运算符
int a=0, b=10;
a += b;
//输出运算符 和 自加运算符
cout << a++ << "," << b << endl;

而对于用户自定义的类,如果不对操作符制定相应的处理方案,再强大的语言都没办法兼容那么多不可预测的未来用户行为。虽然操作符重载对于每个类不一定是必须的,而且你也可以使用函数代替操作符,比如下面的例子:

class complex{
    double re, im;
public:
    inline complex operator+(const complex & c){
        return complex(this->re + c.re, this->im + c.im);
    }
    inline complex add(const complex &c){
        return complex(this->re + c.re, this->im + c.im);
    }
};

上面代码里可以看到两个函数一个是操作符重载,一个是普通函数。但完成的都是complex类实例相加的功能。写法上除了函数名不同其他都相同,但是当使用的时候就截然不同了:

int main(){
     complex c1(3,5), c2(4,6), c3,c4;
     c3 = c1 + c2;//操作符重载
     c4 = c1.add(c2);//调用类内的相加函数
}

哪种方法更简明易懂呢?那么操作符重载的意义就不言而喻了。

2. 操作符

操作符有分为:一元操作符,二元操作符,多元操作符(?:)等
而对于操作符重载,并不是每个操作符都可以重载,c++规定:
不能被重载的操作符有: “ : : ”,“ .* ”,“ . ” 和 “ ? : ”
有些操作符虽然语法上支持重载但不应该被重载 ,因为如果其被重载,有些属性无法保留,反而让其使用效果异于常态,比如:

不应该重载原因 操作符表
有些操作符的运算顺序规则无法保留 & |
有些操作符的短路求职属性无法保留 && ||
有些操作符对于类类型对象有特殊意义 , &

3.操作符重载函数

操作符重载有两种方式:
1. 作为成员函数的操作符重载函数
2. 作为全局函数的操作符重载函数

作为全局函数的操作符重载函数,操作符是几元就有几个参数;但是,当一个重载的操作符是类成员函数时,this绑定到左侧运算对象。成员操作符函数的显示参数个数比运算对象的数量少一个,即二元操作符只需要一个参数, 一元操作符不需要参数。

具体区别看代码:

class complex{
    double re, im;
public:
    inline complex operator+(const complex & c){
         return complex(this->re + c.re, this->im + c.im);
    }
    friend complex operator+(const complex & c1, const complex & c2);
};

inline  complex operator+(const complex & c1, const complex & c2){
    return complex(c1.re + c2.re, c1.im + c2.im);
}

以上代码只是示例,实际编程中全局的操作符重载函数和类成员函数只能二者选一,不然会有冲突,编译器不知道应该调用哪一个。

PS:其实不只是操作符重载函数,所有的类成员函数都带有一个隐形参数——this指针

PS:函数重载的原理:相同的函数名,不同的函数参数,为什么编译器能够准确的找到并调用相应函数呢?奥妙就在于,编译器其实是把参数连通函数名一起编译成码来唯一标识函数,这也就是为什么只有返回值类型不同的函数不能重载,会报错的原因。由于每个重载函数的参数类型或参数个数都不同,所以编出来的函数,在编译器的眼里其实都是不同的函数,所以编译器可以精准的找到到底要调用哪一个。

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