第12课 - 操作符重载 - 上
1. 使用C++标准库
C++标准库并不是C++语言的一部分。C++标准库是由C++语言编写而成的类库和函数的集合。C++标准库中定义的类和对象都位于std命名空间中。C++标准库的头文件都不带.h后缀。C++标准库涵盖了C库的功能。C库中<name.h>头文件对应C++中的<cname>。
C++标准库预定义了多数常用的数据结构，如：字符串，链表，队列，栈等：
<bitset>
<deque>
<list>
<map>
<queue>
<set>
<stack>
<vector>
例子：
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
printf("Hello World! ");
printf("Press any key to continue...");
getchar();
return 0;
}
现实中的显示器对应于C++标准课中的显示器对象。
现实中的键盘对象对应于C++标准库中的键盘对象。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello World"<<endl;
int x;
int y;
cout<<"1st Parameter: ";
cin>>x;
cout<<"2nd Parameter: ";
cin>>y;
cout<<"Result: "<<x+y<<endl;
return 0;
}
2. 操作符重载
左移运算符 << 和 右移运算符 >> 在C语言中只能用于整数运算，并且语义是确定不变的。在C++中有了新的定义。
操作符重载为操作提供了不同的语义。
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
struct Complex
{
int a;
int b;
};
Complex add(const Complex& c1, const Complex& c2)
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Complex c1 = {1, 2};
Complex c2 = {3, 4};
// Complex c3 = c1 + c2; 加法不能用在结构体。
Complex c3 = add(c1, c2);
cout<<"c3.a = "<<c3.a<<endl;
cout<<"c3.b = "<<c3.b<<endl;
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
思考：
add函数可以解决Complex变量相加的问题，但是Complex是现实世界中确实存在的复数，并且复数在数学中的地位和普通的实数相同。为什么不能让 + 操作符也支持复数相加呢？
3. C++中操作符重载的本质
C++中通过operator关键字可以利用函数扩展操作符。
operator的本质是通过函数重载实现操作符重载。
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
struct Complex
{
int a;
int b;
};
Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2)
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Complex c1 = {1, 2};
Complex c2 = {3, 4};
Complex c3 = c1 + c2;
cout<<"c3.a = "<<c3.a<<endl;
cout<<"c3.b = "<<c3.b<<endl;
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
运行结果和之前的例子的运行结果一样。
l 用operator关键字扩展的操作符可以用于类吗？
4. C++中的友元
private声明使得类的成员不能被外界访问
但是通过friend关键字可以例外的开放权限
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
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& c1, const Complex& c2);
};
Complex operator+ (const Complex& c1, const Complex& c2)
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Complex c1(1, 2);
Complex c2(3, 4);
Complex c3 = c1 + c2;
// cin>>c3.a;
// cin>>c3.b;
// 主函数main不能被设置成为有函数的，所以无法访问类的私有空间。
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
5. 代码—重载左移运算符
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
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& c1, const Complex& c2);
friend ostream& operator<< (ostream& out, const Complex& c);
};
ostream& operator<< (ostream& out, const Complex& c)
//ostream就是我们用的cin 和cout 关键字的类型。
{
out<<c.a<<" + "<<c.b<<"i";
return out;
}
Complex operator+ (const Complex& c1, const Complex& c2)
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Complex c1(1, 2);
Complex c2(3, 4);
Complex c3 = c1 + c2;
cout<<c1<<endl;
cout<<c2<<endl;
cout<<c3<<endl;
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
运行结果：
1 + 2i
3 + 4i
4 + 6i
小结：
操作符重载是C++的强大特性之一。
操作符重载的本质是通过函数扩展操作符的语义。
operator关键字是操作符重载的关键。
friend关键字可以对函数或类开发访问权限。
操作符重载遵循函数重载的规则。