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C++中操作符重载的概念

2019-05-23 09:54:15来源：博客园阅读 ()

1，下面的复数解决方案是否可行？

1，代码示例：

 1 class Comples
 2 {
 3 public:
 4     int a;
 5     int b;
 6 };
 7 
 8 int main()
 9 {
10     Complex c1 = {1, 2};
11     Complex c2 = {3, 4};
12     Complex c3 = c1 + c2;  // error: no match for 'operator' in 'c1 + c2'
13         
14     return 0;
15 }

2，重载最深层次的意义在于通过重载可以扩展系统已有的功能；

3，成员变量为公有且没有自定义构造函数的时候，可以通过大括号来分别初始化成员变量；

2，复数的加法操作编程实验：

1，main.cpp 文件：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 class Complex 
 4 {
 5     int a;
 6     int b;
 7 public:
 8     Complex(int a = 0, int b = 0)
 9     {
10         this->a = a;
11         this->b = b;
12     }
13     
14     int getA()
15     {
16         return a;
17     }
18     
19     int getB()
20     {
21         return b;
22     }
23     
24     friend Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2);
25 };
26 
27 Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2)
28 {
29     Complex ret;
30     
31     ret.a = p1.a + p2.a;
32     ret.b = p1.b + p2.b;
33     
34     return ret;
35 }
36 
37 int main()
38 {
39 
40     Complex c1(1, 2);
41     Complex c2(3, 4);
42     Complex c3 = Add(c1, c2); // c1 + c2
43     
44     printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
45     
46     return 0;
47 }

2，输出结果：

　　c3.a = 4, c3.b = 6

3，思考：

1，Add 函数可以解决 Complex 对象相加的问题，但是 Complex 是现实世界中确切存在的复数，并且复数在数学中的地位和普通的实数相同；

2，为什么不能让 + 操作符也支持复数相加呢？

1，因为复数是我们自定义的类，编译器不知道这个类；

2，C++ 中扩展已有的功能可以通过重载来实现；

4，操作符重载：

1，C++ 中的重载能够扩展操作符的功能；

2，操作符的重载以函数的方式进行；

3，本质：

1，用特殊形式的函数扩展操作符的功能；

4，通过 operator 关键字可以定义特殊形式的函数；

5，operator 的本质是通过函数重载操作符；

6，语法：

1，代码示例：

1 Type operator Sign(const Type& p1, const Type& p2) // operator 关键字作为特殊形式函数的前缀，它直接告诉编译器，如果有两个 Type 对象做 Sign 运算，则直接调用本函数；
2 {
3     Type ret;
4 
5     return ret;
6 }

2，Sign 为系统中预定义的操作符，如：+，-，*，/等；

3，仅在定义时函数名特殊，调用时和普通函数相同；

5，操作符重载初探编程实验：

1，main.cpp 文件：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 class Complex 
 4 {
 5     int a;
 6     int b;
 7 public:
 8     Complex(int a = 0, int b = 0)
 9     {
10         this->a = a;
11         this->b = b;
12     }
13     
14     int getA()
15     {
16         return a;
17     }
18     
19     int getB()
20     {
21         return b;
22     }
23     
24     friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
25 };
26 
27 Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
28 {
29     Complex ret;
30     
31     ret.a = p1.a + p2.a;
32     ret.b = p1.b + p2.b;
33     
34     return ret;
35 }
36 
37 int main()
38 {
39 
40     Complex c1(1, 2);
41     Complex c2(3, 4);
42     Complex c3 = c1 + c2; // c1 + c2 ==> operator + (c1, c2)；用 “+” 来操作两个类，编译器没能力，然后编译器查找有没有用重载的概念扩展操作符的功能，于是找到了 operator +() 这个函数，如果编译器成功匹配相应的参数，则成功调用 operator +() 函数；
43     
44     printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
45     
46     return 0;
47 }

　2，输出结果：

　　1，c3.a = 4, c3.b = 6

　3，问题：

　　1，这里的解决方案用了友元，现代软件开发不允许；

　　2，是否可以提供成员函数代替全局函数，以抛弃友元？

6，可以将操作符重载函数定义为类的成员函数：

1，比全局操作符重载函数少一个参数（左操作数）；

1，和全局函数最大的差异；

2，成员函数中隐藏的 this 参数可以充当左操作数的角色；

2，不需要依赖友元就可以完成操作符重载；

3，编译器优先在成员函数中寻找操作符重载函数；

1，一旦在成员函数中找到，就不会去全局找；

4，代码示例：

 1 class Type
 2 {
 3 public:
 4     Type operator Sign(const Type& p)  // 左操作数用 this；
 5     {
 6         Type ret;
 7 
 8         return ret;
 9     }
10 };

7，成员函数重载操作符编程实验：

1，main.cpp 文件：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 class Complex 
 4 {
 5     int a;
 6     int b;
 7 public:
 8     Complex(int a = 0, int b = 0)
 9     {
10         this->a = a;
11         this->b = b;
12     }
13     
14     int getA()
15     {
16         return a;
17     }
18     
19     int getB()
20     {
21         return b;
22     }
23     
24     Complex operator + (const Complex& p)
25     {
26         Complex ret;
27         printf("Complex operator + (const Complex& p)\n");
28         ret.a = this->a + p.a;
29         ret.b = this->b + p.b;
30         
31         return ret;
32     }
33     
34     friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
35 };
36 
37 Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
38 {
39     Complex ret;
40     printf("Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)\n");
41     ret.a = p1.a + p2.a;
42     ret.b = p1.b + p2.b;
43     
44     return ret;
45 }
46 
47 int main()
48 {
49 
50     Complex c1(1, 2);
51     Complex c2(3, 4);
52     Complex c3 = c1 + c2; // c1 + c2 ==> c1.operator + (c2)
53     
54     printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
55     
56     return 0;
57 }