聊聊C++ 运算符重载知识
时间：2022-05-30 08:28:33 | 栏目：C代码 | 点击：次
前言
1.运算符重载是一种形式的C++多态。
2.重载运算符可以使代码看起来更加自然。
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：
#include<iostream>
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。
#include<iostream>
#include<string>
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);
}