重载与友元

重载：

运算符重载是一种形式的C++多态。为什么需要函数重载？为了能实现自定义数据类型的运算(如类)，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。使用重载运算符我们可以将两个对象相加。

类重载包括成员函数重载和非成员函数重载。

语法（成员函数重载）

返回类型 operator重载运算符(参数列表)

示例：

#include 
using namespace std;
 
class score
{
public:
    score()
    {
        math_score = 60;
    };
    ~score(){};
    score operator*(double num);
    void show_score()
    {
        cout << math_score << endl;
    }
 
private:
    double math_score;
};
 
score score::operator*(double num)
{
    score sc;
    sc.math_score *= num;
    return sc;
}
 
int main()
{
    score sco;
    score sc = sco * 1.5;
    sco.show_score();
    system("pause");
    return 0;
}

定义了一个score类，在成员函数里声明重载了'*'运算符，并在类外进行实现(实现过程很简单)。

上述代码中score sc = sco * 1.5;的实质是 score sc = sco.operator*(1.5);

因此这就导致一个很大的问题；

以上述方式实现score sc = 1.5 * sco；是行不通的

解决办法是非成员函数重载，即在类外重载。但是有一个问题是，我们的math_score是private的，是访问不到的。于是这时候我们的友元就派上用场了。

友元有三种：

友元函数、友元类、友元成员函数

下面用我们的友元函数解决上面的问题

#include
using namespace std;
 
class score
{
public:
    score()
    {
        math_score = 60;
    };
    ~score(){};
    score operator*(double num);
    friend score operator*(double num, const score sco);
    void show_score()
    {
        cout << math_score << endl;
    }
 
private:
    double math_score;
};
 
score score::operator*(double num)
{
    score sc;
    sc.math_score *= num;
    return sc;
}
 
score operator*(double num, const score sco)
{
    score sc;
    sc.math_score *= num;
    return sc;
}
int main()
{
    score sco;
    score sc = 1.5 * sco;
    sc.show_score();
    system("pause");
    return 0;
}

 运行结果：

可以看到，主要更改部分在于在类里面用freind关键字声明了一个友元函数，并且在类外进行了实现(不用加类名::)。由运行结果可知，用函数友元可以有效的解决上述问题。

重载的限制：

常用的友元：重载<<运算符

在之前，我们向屏幕输出math_score使用了sc.show_score函数。然而如果能直接用cout<

如果我们使用成员函数重载，那么有上述可知对象将为第一个操作数，这意味着必须这样使用<<:

trip<

于是由上面可知，我们可以使用友元来实现非成员函数重载：

#include 
using namespace std;
 
class Time
{
public:
    Time(int hour, int minute)
    {
        this->hour = hour;
        this->minute = minute;
    }
    friend void operator<<(ostream &os, const Time &t);
 
private:
    int hour;
    int minute;
};
 
void operator<<(ostream &os, const Time &t)
{
    os << t.hour << " hours, " << t.minute << " minutes" << endl;
}
 
int main()
{
    Time t(5, 4);
    cout << t;
    system("pause");
    return 0;
}

结果： 

我们定义了一个Time类，并重载<<运算符来使用cout<

参考资料：

 C++ Prime Plus 第6版