C++ 重载运算符

article/2025/9/21 8:48:39

一、运算符重载

运算符重载是一种形式的C++多态。
在C++中，编译器有能力把一个由数据、对象和操作符共同组成的表达式，解释为对一个全局或成员函数的调用。该全局或成员函数被称为操作符函数，通过重定义操作符函数，可以实现针对自定义类型(结构，类)的运算法则，并使之与内置类型一样参与各种表达式。
重载运算符可使代码看起来更加自然。

要重载运算符，需使用被称为运算符函数的特殊函数形式：

operator op (argument-list)

operator是关键字
op必须是有效的Ｃ++运算符，不能虚构一个新的符号

可重载的运算符

+	-	*	/	%	^
&	\|	~=	!	=	<
>	+=	-=	*=	/=	%=
^=	&=	\|=	<<	>>	>>=
<<=	==	!=	<=	>=	&&
\|\|	++	–	,	->*	->
( )	[ ]	new	delete	new[ ]	delete[ ]

操作符的分类

这里写图片描述

二、典型的单目运算符重载

运算符重载有两种方法:
一种是在类中以成员函数定义，则对于单目运算符来说由于类中会默认提供this指针，所以不需要其他参数；第二种是以全局函数实现，则由于没有this指针，需要有类作为形参。
设有这样一个类

class Number
{int x;int y;
public:Number (void) { }Number(int x,int y):x(x),y(y){}～Number() { }
};

作为成员函数时：

前++/–

Number& operator ++/-- (void){this->x++;this->y++;return *this;}

后++/–：后++/– 会先使用初始的值，等语句执行后在进行加减

Number operator ++/-- (int)//int为虚参
{Number n(*this);//拷贝构造一个对象记录未++/--前的值this->x++;this->y++;return n;
}

作为全局函数时：

可能会访问到参数的私有成员，解决方法：

1、把成员变成公开，但会破坏类的封闭性。
2、把全局函数声明为友元函数

友元的声明：

friend Number& operator ++ (Number &num);//前++
friend Number operator ++ (Number &num,int);//后++

前++/–

 Number& operator ++/-- (Number& num) //++i{num.x++;num.y++;return num;
}

后++/–

Number operator ++/-- (Number &num，int)//int（虚参）用于区分前++/--和后++/--
{Number n1 = num;num.x++;num.y++;return n1;
}

三、典型的双目运算符重载

作为成员函数

Number operator /+-*%|^& (Number & that){Number t; // 调用无参构造t.x = x / that.x;t.y = y / that.y;return t; // 不能返回局部对象的引用，否则会出现悬空引用}

注意：原对象的值不变，需要产生一个临时的对象存储值来传递

 bool operator > < >= <= == != || && (Number & that){return this.x > that.y;}

判断运算符，返回bool值

Number & operator += -= *= /= (Number& that)
{this->x += that.x;this->y += that.y;    return *this; 
}

会改变自身的值，应该返回类引用.

全局函数

 Number operator + (Number& a,Number& b){Number t(a.x+b.x,a.y+b.y);return t;}

同样也需要声明为友元函数。

四、输入、输出运算符重载

输入、输出运算符不能重载为成员函数，只能是友元。

//输出
ostream& operator << (ostream& os,Number & num)
{cout << num.x << num.y << endl;return os;
}
//输入
istream& operator >> (istream& is,Number & num)
{return is >> num.x >> num.y;
}
//重载后就可以通过下面语句直接输入输出
Number n1;
cin >> n1;
cout << n1 << endl;