C++中操作符重载的概念

1，下面的复数解决方案是否可行？

    1，代码示例：

class Comples
{
public:
    int a;
    int b;
};

int main()
{
    Complex c1 = {1, 2};
    Complex c2 = {3, 4};
    Complex c3 = c1 + c2;  // error: no match for 'operator' in 'c1 + c2'
        
    return 0;
}

    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：

#include <stdio.h>

class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    
    int getA()
    {
        return a;
    }
    
    int getB()
    {
        return b;
    }
    
    friend Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2);
};

Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    
    return ret;
}

int main()
{

    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = Add(c1, c2); // c1 + c2
    
    printf("c3.a = %d, c3.b = %d
", c3.getA(), c3.getB());
    
    return 0;
}

    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：

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；
{
    Type ret;

    return ret;
}

       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：

#include <stdio.h>

class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    
    int getA()
    {
        return a;
    }
    
    int getB()
    {
        return b;
    }
    
    friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
};

Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    
    return ret;
}

int main()
{

    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    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；
    
    printf("c3.a = %d, c3.b = %d
", c3.getA(), c3.getB());
    
    return 0;
}

　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：

class Type
{
public:
    Type operator Sign(const Type& p)  // 左操作数用 this；
    {
        Type ret;

        return ret;
    }
};

   

7，成员函数重载操作符编程实验：

    1，main.cpp 文件：

#include <stdio.h>

class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    
    int getA()
    {
        return a;
    }
    
    int getB()
    {
        return b;
    }
    
    Complex operator + (const Complex& p)
    {
        Complex ret;
        printf("Complex operator + (const Complex& p)
");
        ret.a = this->a + p.a;
        ret.b = this->b + p.b;
        
        return ret;
    }
    
    friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
};

Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    printf("Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
");
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    
    return ret;
}

int main()
{

    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = c1 + c2; // c1 + c2 ==> c1.operator + (c2)
    
    printf("c3.a = %d, c3.b = %d
", c3.getA(), c3.getB());
    
    return 0;
}

　2，输出结果：

　　Complex operator + (const Complex& p)

　　c3.a = 4, c3.b = 6

   

8，小结：

    1，操作符重载是 C++ 的强大特性之一；

    2，操作符重载的本质是通过函数扩展操作符的功能；

    3，operator 关键字是实现操作符重载的关键；

    4，操作符重载遵循相同的函数重载规则；

    5，全局函数和成员函数都可以实现对操作符的重载；