C++运算符重载(简单易懂)

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运算符重载，就是对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型。

你可以重定义或重载大部分 C++ 内置的运算符。例如 + 、 - 、 * 、 / 、

++、--、>>、<<等，这样，你就能使用自定义类型的运算符。

运算符重载的基本格式

重载的运算符是带有特殊名称的函数，函数名是由关键字 operator 和

其后要重载的运算符符号构成的。与其他函数一样，重载运算符有一个

返回类型和一个参数列表。

Point operator+(const Point &);

运算符重载有两种方式：一种是类内重载（运算符重载函数作为类的成员函数），另一种是类外重载（运算符重载函数作为类的友元函数）

类内重载

#include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
    Point(){};
    Point (int x, int y): x(x),y(y) {};
    Point operator+(const Point &a){ //类内重载，运算符重载函数作为类的成员函数
        Point ret;
        ret.x = this->x + a.x;
        ret.y = this->y + a.y;
        return ret;
    }
    int x,y;
};

int main() {
    Point a(2,4),b(5,3);
    Point c = a + b;
    cout<< "x :" << c.x << endl;
    cout<<"y :" << c.y << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

x : 7

y: 7

运算符重载是类内重载时，运算符重载函数作为类的成员函数，以上述代码为例 a + b 相当于 a 对象调用+方法并且传入参数时 b 对象

类外重载

#include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
    Point(){};
    Point (int x, int y): x(x),y(y) {};
    friend Point operator+(const Point &, const Point &);
    int x,y;
};

Point operator+(const Point &a,const Point &b){//类外重载,运算符重载函数作为类的友元函数
    Point ret;
    ret.x = a.x + b.x;
    ret.y = a.y + b.y;
    return ret;
}

int main() {
     Point a(2,4),b(5,3);
    Point c = a + b;
    cout<< "x :" << c.x << endl;
    cout<<"y :" << c.y << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生和上面一样的结果

各种运算符重载实例

下面将进行各种运算符重载实例的代码演示，演示几种基本的运算符重载。

插入运算符重载>> and 提取运算符重载<<

以提取运算符重载<<为例，cout 是 ostream类的对象。ostream 类和 cout 都是在头文件 <iostream>中声明的。ostream 类将<<重载为成员函数。

下面我们重载<<使用cout输出a对象

#include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
    Point(){};
    Point (int x, int y): x(x),y(y) {};
    friend Point operator+(const Point &, const Point &);
    friend ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a);
private:
    int x,y;
};

Point operator+(const Point &a,const Point &b){
    Point ret;
    ret.x = a.x + b.x;
    ret.y = a.y + b.y;
    return ret;
}

ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a){
    out << "<Point>( " << a.x << ", " << a.y << ")";
    return out;
}

int main() {
    Point a(2,4),b(5,3);
    Point c = a + b;
    cout << c<< endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

< Point>( 7, 7)

注意：重载<<时，是类外重载，习惯上人们是使用cin>> 和 cout<< 的，得使用友元函数来重载运算符，如果使用成员函数来重载会出现 c<<cout; 这种不自然的代码。

另外应该会有人对ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a)函数感到疑惑，首先在重载<<时，返回值类型是ostream&, 第一个参数也是ostream&。也就是说，表达式cout<<c的返回值仍是 cout，所以cout<<c<<endl;才能成立

前置运算符重载++ and 后置运算符重载++

 #include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
    Point(){};
    Point (int x, int y): x(x),y(y) {};
    friend Point operator+(const Point &, const Point &);
    friend ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a);
    Point& operator++(){ //前置运算符，需要引用返回，不需要参数。返回自增后的值，且返回的是一个左值 
        x++;
        y++;
        return *this;
    }

    const Point operator++(int){//后置++，不需要引用返回，需要参数区分。返回自增前的值，且返回的是一个右值
        Point temp(x,y);
        x++;
        y++;
        return temp;
    }
private:
    int x,y;
};

Point operator+(const Point &a,const Point &b){
    Point ret;
    ret.x = a.x + b.x;
    ret.y = a.y + b.y;
    return ret;
}

ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a){
    out << "<Point>(" << a.x << " , " << a.y << ")";
    return out;
}


int main() {
    Point a(2,4),b(5,3);
    Point c = a + b;
    cout << c << endl;
    c++;
    cout << c << endl;
    ++c;
    cout << c << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

(7 , 7)
< Point>(8 , 8)
< Point>(9 , 9)

1>为区别前置和后置运算符，需要在后置运算符重载函数中加参数“int”，虽然这个类型在此除了以示区别之外并不代表任何实际含义；

2>前置返回的是变量的引用，后置返回的是常量。所以++++c合法，而c++++不合法;

3>为什么不让c++++也合法呢？如果要实现c++++合法，必须使后置返回变量或变量的引用。c++是先返回c值再+1，所以不可能返回c，那就只能先建立局部变量来保存c的初值，然后再返回局部变量（局部变量不允许返回引用），但返回了局部变量之后，如果再连着进行下一次++运算，参与运算的就是这个局部变量的值了，所以此时c++++其实等效与c++，也就没有存在的意义了。