• C++之运算符重载

    目录

    1.运算符重载：1.可实现的对象

    ​编辑2.定义运算符重载函数的一般格式： 

    3.运算符的重载实际

    2.为什么要重载？

     3.前提：

    4.如何重载？

    5.默认

    6.指针作为数据成员

    7.字符串重载

    8.友元重载：重载输出<<运算符 

    9.运算符重载函数的总结

    10.重载运算符有以下几种限制

    1.运算符重载：
    1.可实现的对象

    --让类类型的对象像基本数据类型一样去操作，例如，可以实现对象+，-，*，/，%，==，! = [] () << >>等


    2.定义运算符重载函数的一般格式： 

    返回类型 operator 运算符（参数列表） 比如：operator=（const A&str)

    返回值类型 类名::operator重载的运算符(参数表){……}
    operator是关键字，它与重载的运算符一起构成函数名。因函数名的特殊性，C++编译器可以将这
    类函数识别出来。

    3.运算符的重载实际

    是一种特殊的函数重载，必须定义一个函数，并告诉C++编译器，当遇到该重载的运算符时调用此函数。这个函数叫做运算符重载函数，通常为类的成员函数。

    2.为什么要重载？

    如何实现两个同类的对象相加？

    1. class A
    2. {
    3. public:
    4. 	A(int i=0):m_i(i){}
    5. private:
    6. 	int m_i;
    7. };
    8. void main()
    9. {
    10. 	A a(5), b(7);
    11. 	cout<
    12. }

     我们发现两个A类对象并不能直接相加。

    1. class A
    2. {
    3. public:
    4. 	A(int i=0):m_i(i){}
    5. private:
    6. 	int m_i;
    7. };
    8.  
    9. class STR
    10. {
    11. public:
    12. 	STR(const char* str = "\0")
    13. 	{
    14. 		m_str = new char[strlen(str) + 1];
    15. 		strcpy_s(m_str, strlen(str) + 1, str);
    16. 	}
    17. private:
    18. 	char* m_str;
    19. };
    20.  
    21. void main()
    22. {
    23. 	A a(5), b(7);
    24. 	//cout<
    25. 	int aa = 5, bb = 7;
    26. 	cout << aa + bb << endl;
    27.  
    28. 	STR s("1234567");
    29. 	string str = "123456";
    30. 	string s1 = "123", s2 = "456";
    31. 	string s3 = s1 + s2;
    32. 	cout << str << endl;
    33. 	str[3] = 'k';
    34. 	cout << str << endl;
    35. 	cout << "s3= " << s3 << endl;
    36. 	//s[2] = 'k';
    37. }

    我们发现如果将我们写的类的内容，直接写为int这一大类的内容相加的时候是可以实现的，于是我们可以通过之前的接口，将A类的i直接获得，变为两个int类的相加

     

    1. class A
    2. {
    3. public:
    4. 	A(int i = 0,int j=0) :m_i(i),m_j(j) 
    5. 	{
    6.  
    7. 	}
    8. 	const int& GetI()const
    9. 	{
    10.  
    11. 		return m_i;
    12. 	}
    13. 	const int& GetJ()const
    14. 	{
    15. 		return m_j;
    16. 	}
    17. 	A ADD(const A& b)
    18. 	{
    19. 		return A(m_i+b.m_i,m_j+b.m_j);
    20. 	}
    21. 	void Print()
    22. 	{
    23. 		cout << m_i << " " << m_j << endl;
    24. 	}
    25. private:
    26. 	int m_i;
    27. 	int m_j;
    28. };
    29.  
    30. void main()
    31. {
    32. 	A a(5), b(7);
    33. 	//cout<
    34. 	//cout << a.m_i + b.m_i << endl;//error//本质上就是把对象的数据成员进行相加
    35. 	cout << a.GetI() + b.GetI() << endl;
    36. 	cout << a.GetJ() + b.GetJ() << endl;
    37. 	a.ADD(b).Print();
    38. }

    看起来不直观，可读性低

    并且当类的成员越来越多时，这样显得非常麻烦

     3.前提：

    1. void main()
    2. {
    3. 	int a = 10, b = 3;
    4. 	int c = 0;
    5. 	c = a + b;
    6. 	//a+b=c;//error
    7. 	++a = c;
    8. 	//b++=13;//error
    9. 	cout << a << endl;
    10. 	(a = b) = c;
    11. }

    1.c = a + b;//从a的内存空间把a的值取出来，从b的内存空间把b的值取出来，把相加过的值放在c的空间

    2.a+b=c;//error//从c的内存空间把c的值取出来,a+b(的空间是临时空间,表达式结束，空间就释放了)没有确定的（永久）空间存放c
    3.++a = c;//(现在的a=11=执行过表达式后的a的值)将c放到a的存储单元
    4.//b++=13;//error//(b=3,b++=4,值不一样，b++没有确定空间）

    4.如何重载？

    1. class A
    2. {
    3. public:
    4. 	A(int i=0):m_i(i)//构造函数可作为类型转换
    5. 	{
    6.  
    7. 	}
    8. 	void Print()
    9. 	{
    10. 		cout << m_i << endl;
    11. 	}
    12. 	A operator+(const A&b)//本质是实现对象的数据成员的加法
    13. 	{
    14. 		return m_i + b.m_i;
    15. 	}
    16. 	//A operator-(const A& a)//b-a b.operator-(a)本质是实现对象的数据成员的减法
    17. 	//{
    18. 	//	return this->m_i - a.m_i;
    19. 	//}
    20. 	A operator-(const A& s)//b-a b.operator-(a)本质是实现对象的数据成员的减法
    21. 	{
    22. 		return this->m_i - s.m_i;
    23. 	}
    24. 	A& operator++()//++a a.++
    25. 	{
    26. 		++m_i;//将a自己的数据成员进行修改
    27. 		return *this;//修改完后，返回自己本身
    28. 	}
    29. 	/*
    30. 	* b++，表达式的值是，b没加的值，执行完成后，b+1,所有在重载之后++，得体现两种值
    31. 	*/
    32. 	A operator++(int)//int 没有实际性作用，只是为了区分前置++
    33. 	{
    34. 		int t = m_i;//保存自己
    35. 		m_i = m_i + 1;//+1
    36. 		return t;//返回没加以前保存的值
    37. 		//return m_i++//等价与上面三句话
    38. 	}
    39. private:
    40. 	int m_i;
    41. };
    42.  
    43. int main()
    44. {
    45. 	A a(2), b(6);
    46. 	(a + b).Print();
    47. 	(b - a).Print();
    48. 	(a - b).Print();
    49. 	(++a).Print();
    50. 	(b++).Print();
    51. 	b.Print();
    52.  
    53. }

        (a + b).Print();//a.+(b)//成员形式//(a,b)//友元
        (b - a).Print();//b.-(a);
        (a - b).Print();//a.-(b)
        (++a).Print();//3
        (b++).Print();//b加之前//6
        b.Print();//上式+1 7

    5.默认

    如果程序员没有提供赋值运算符，则类会提供一个默认的，默认的功能为：
             用右边的对象的数据成员依次给左边对象的数据成员赋值

    1. class A
    2. {
    3. public:
    4. 	A(int i = 0, int j = 0) :m_i(i), m_j(j)
    5. 	{
    6. 	}
    7. 	void Print()
    8. 	{
    9. 		cout << m_i << " " << m_j << endl;
    10. 	}
    11. private:
    12. 	int m_i;
    13. 	int m_j;
    14. };
    15.  
    16. void main()
    17. {
    18. 	A a(2, 6);
    19. 	A b;
    20. 	a.Print();
    21. 	b.Print();
    22. 	b = a;
    23. 	b.Print();
    24. }

       

        a.Print();// 2 6
        b.Print();// 0 0
        b = a;// 2 6用a的值重新给b赋值，调用了默认的赋值运算符重载函数
        b.Print();

    6.指针作为数据成员

    1. class Person
    2. {
    3. public:
    4. 	Person(const char*name="\0")
    5. 	{
    6. 		m_name = new char[strlen(name) + 1];
    7. 		strcpy_s(m_name, strlen(name) + 1, name);
    8. 	}
    9. 	void Print()
    10. 	{
    11. 		cout << m_name << endl;
    12. 	}
    13. 	~Person()
    14. 	{
    15. 		delete[]m_name;
    16. 		m_name = NULL;
    17. 	}
    18. 	Person& operator=(const Person& s)//析构+拷贝构造
    19. 	{
    20. 		if (this == &s)//判断自赋值
    21. 			return *this;
    22. 		delete[]m_name;
    23. 		m_name = new char[strlen(s.m_name) + 1];
    24. 		strcpy_s(m_name, strlen(s.m_name) + 1, s.m_name);
    25.  
    26. 		return *this;
    27. 	}
    28. private:
    29. 	char* m_name;
    30. };
    31.  
    32. void main()
    33. {
    34. 	Person p1("lisi");
    35. 	Person p2("11");
    36. 	p1.Print();
    37. 	p2.Print();
    38. 	p2 = p1;  
    39. 	p2.Print();
    40. }

    总结：

    如果有指针作为数据成员，则赋值运算符重载也要写出来，让两个而不同的对象的指针分别指向内存单元，不过里面的内容保持相同
    * 赋值=能作为左值，所以引用返回

    if (this == &s) //判断自赋值
                return *this;
            //先将左边对象原本的内存空间释放掉
            delete[]m_name;
            //接着开辟和右边对象s相同大小的内存单元
            m_name = new char[strlen(s.m_name) + 1];
            strcpy_s(m_name, strlen(s.m_name) + 1, s.m_name);

    p2 = p1;  //用p1给p2重新赋值,如果调用默认的赋值重载，则让p2的指针重新指向了p1的指针,p1和p2的指针指向同一块空间，但是p2原本的空间还在

    7.字符串重载

    1. class STR
    2. {
    3. public:
    4. 	STR(const char* str = "\0")
    5. 	{
    6. 		m_str = new char[strlen(str) + 1];
    7. 		strcpy_s(m_str, strlen(str) + 1, str);
    8. 	}
    9. 	STR(const STR& s)
    10. 	{
    11. 		m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
    12. 		strcpy_s(m_str, strlen(s.m_str) + 1, s.m_str);
    13. 	}
    14. 	~STR()
    15. 	{
    16. 		cout << "~STR " << m_str << endl;
    17. 		if (m_str != NULL)
    18. 		{
    19. 			delete[]m_str;
    20. 			m_str = NULL;
    21. 		}
    22. 	}
    23. 	STR operator+(const STR& s)//a+b 其实就是将两个对象中的字符串合并
    24. 	{
    25. 		char* temp = new char[strlen(m_str) + strlen(s.m_str) + 1];
    26. 		strcpy_s(temp, strlen(m_str)+1, m_str);
    27. 		strcat_s(temp,strlen(m_str)+strlen(s.m_str)+1, s.m_str);
    28. 		STR ss(temp);
    29. 		delete[]temp;
    30. 		temp = NULL;
    31. 		return ss;
    32. 	}
    33. 	STR& operator=(const STR& s)
    34. 	{
    35. 		if (this == &s)
    36. 			return *this;
    37. 		delete[]m_str;
    38. 		m_str = new char[strlen(s.m_str) + 1];
    39. 		strcpy_s(m_str, strlen(s.m_str) + 1, s.m_str);
    40. 		return *this;
    41. 	}
    42. 	void Print()
    43. 	{
    44. 		cout << "m_str = "<
    45. 	}
    46. 	char& operator[](int index)
    47. 	{
    48. 		if (index >= 0 && index < strlen(m_str)) //"1234"
    49. 			return m_str[index];
    50. 	}
    51. 	int operator==(const STR& s)
    52. 	{
    53. 		return strcmp(m_str, s.m_str)==0;
    54. 	}
    55. private:
    56. 	char* m_str;
    57. };
    58. void main()
    59. {
    60. 	STR a("111"), b("222");
    61. 	cout << "a:" << endl;
    62. 	a.Print();
    63. 	cout << "b:" << endl;
    64. 	b.Print();
    65. 	STR c = a + b;//拷贝构造 111222
    66. 	cout << "c:" << endl;
    67. 	c.Print();//111222
    68. 	STR d;
    69. 	d = c;//赋值=运算符重载
    70. 	cout << "d:" << endl;
    71. 	d.Print();//111222
    72. 	c[5] = 'h';
    73. 	cout << "c[5]" << endl;
    74. 	cout << c[5] << endl;//11122h
    75. 	cout << "c:" << endl;
    76. 	c.Print();
    77. 	cout << "a==b" << endl;
    78. 	cout << (a == b) << endl;//0
    79. 	cout << "a!=b" << endl;
    80. 	cout << (a != b) << endl;//1
    81. }

    8.友元重载：重载输出<<运算符 

    cout--ostream类的对象
    cin--istream类的对象
    cout << a;
    一般情况下运算符可以解析成下面两种形式
    1.cout.<<(a)   ostream类中重载了<<，程序员不能修改
    2.<<(cout,a)   可以在程序员自己定义的类中将<<重载成友元
    cout< cout< (cout<

    friend ostream& operator<<(ostream &out,A &a)

    1. class Magic
    2. {
    3. 	double x;
    4. public:
    5. 	Magic(double d=0.00):x(fabs(d)){}
    6. 	Magic operator+(Magic c)
    7. 	{
    8. 		return Magic(sqrt(x * x + c.x * c.x));
    9. 	}
    10. 	friend ostream& operator	<< (ostream& os, Magic c);
    11. };
    12. ostream& operator	<< (ostream& os, Magic c)
    13. {
    14. 	return os << c.x;
    15. }
    16. void main()
    17. {
    18. 	Magic ma;
    19. 	cout << ma << ',' << Magic(-8) << "," << ma + Magic(-3) + Magic(-4);
    20. }

    9.运算符重载函数的总结

    1、运算符重载函数的函数名必须为关键字operator加一个合法的运算符。在调用该函数时，将右 操作数作为函数的实参。

    2、当用类的成员函数实现运算符的重载时，运算符重载函数的参数（当为双目运算符时）为一个 或（当为单目运算符时）没有。运算符的左操作数一定是对象，因为重载的运算符是该对象的成员函 数，而右操作数是该函数的参数。

    3、单目运算符“++”和“--”存在前置与后置问题。 前置“++”格式为： 返回类型 类名::operator++(){……} 而后置“++”格式为： 返回类型 类名::operator++(int){……} 后置“++”中的参数int仅用作区分，并无实际意义，可以给一个变量名，也可以不给变量名。

    4、C++中只有极少数的运算符不允许重载。

    还有 # , ## , // , / * */ 

    10.重载运算符有以下几种限制

    不可臆造新的运算符.

    不能改变运算符原有的优先级、结合性和语法结构,不能改变运算符操作数的个数.

    运算符重载不宜使用过多.

    重载运算符含义必须清楚，不能有二义性

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