c++运算符重载的方法

1. 概述

c++具有运算符重载的特性，即为内置运算符重新定义操作，使其适用于特殊类型或类对象。通过运算符重载，程序员可以自定义操作符的行为，帮助编写更简洁和可读性更高的代码。

2. 运算符重载的基础

2.1 运算符重载函数

运算符重载函数是指在类定义外部定义的函数，名称是运算符关键字，然后跟上一组参数。运算符关键字位于函数名称前面，确定何时调用该特定函数。例如，如果要重载“+”运算符，则可以编写以下代码：


class Complex {
   public:
      Complex( int r = 0, int i = 0 ) {
         real = r;
         imaginary = i;
      }
      
      Complex operator+(Complex const &obj) { 
         Complex res;
         res.real = real + obj.real; 
         res.imaginary = imaginary + obj.imaginary;
         return res;
      }
   
   private:
      int real, imaginary;
};

该代码重载了“+”运算符，用于在两个复杂数对象中添加它们的实部和虚部。当语句：


Complex c3 = c1 + c2;

执行时，运算符“+”将通过调用上述函数进行重载。

2.2 运算符重载函数的调用方式

有两种方法可以调用重载运算符：

使用运算符重载函数的调用语法：operator运算符(参数)。

使用惯用法运算符：操作数运算符操作数。

例如，下面是两个使用上述-运算符重载的不同调用方法：


Complex operator-() {
   Complex temp;
   temp.real = -real;
   temp.imaginary = -imaginary;
   return temp;
} 
Complex C = -A;   // 第一种方法
Complex C = A.operator-();  // 第二种方法

3. 运算符重载的类型

3.1 双目运算符重载

双目运算符重载指为两个操作数编写的函数重载，例如+, -, /, *, % 等运算符。在双目运算符重载函数中，第一个参数是通过使用运算符对象的类对象传递的，第二个参数是传递的参数。例如，下面是一个用于重载“+”运算符的代码：


Complex operator+(const Complex &c1, const Complex &c2) {
   Complex c;
   c.real = c1.real + c2.real;
   c.imag = c1.imag + c2.imag;
   return c;
}

3.2 单目运算符重载

单目运算符重载是用于单操作数的重载运算符。例如 - 运算符。在单目运算符重载函数中，只有一个参数，配合使用 operator 修饰符。例如：


Complex Complex::operator- () {
  Complex temp;
  temp.real = -real;
  temp.imag = -imag;
  return temp;
}

3.3 带参数运算符重载

带参数运算符重载的含义是特定的运算符可以具备多样的语义。可以看到，这种语法与函数调用的语法非常相似。奇妙之处在于可以使用操作符的效果来函数调用部分的语法。例如：


int operator()(int i) 
   {  return arr[i]; }
foo(10); // 调用operator()(10);

4. 运算符重载的一些限制和问题

4.1 无法新建运算符

在c++中没有办法创新的制运算符号。可以使用全局函授（非成员函数）来进行运算符号的使用，但有时需要对已有的运算符号进行其他类型的操作。

4.2 操作数数量和类型

默认情况下，运算符重载函数适用于指定的数据类型及其变量。如下所示的+= 以只对只针对MyInt类型进行操作。


const MyInt operator+ (const MyInt& lhs, const MyInt& rhs) {  
   MyInt ans = lhs;  
   ans += rhs;  
   return ans;  
}

您也可以改变您想要操作的对象数目，使用参数或者方法来操作。

4.3 运算符的优先级和左结合性

运算符优先级和左结合性是不可更改的，如+和-默认具有相同的优先级，但是左结合性不同（即表达式x-y-z将被视为(x-y)-z或x-(y-z)）。运算符重载不会改变运算符的优先级或左结合性，因此函数必须如下所示定义：


complex operator+(const complex& x, const complex& y)
{
    return complex(x.real+y.real, x.imag+y.imag);
}

5. 结论

运算符重载一直是c++中的热门话题。本文讨论了如何在c++中设置运算符重载函数，函数的类型及调用方式以及运算符重载的约束和问题，对于刚刚接触c++的读者，本文将是一篇非常好的参考资料。

c++运算符重载的方法有哪些