C++_运算符重载 总结

什么是运算符的重载?

运算符与类结合,产生新的含义。

为什么要引入运算符重载?

作用:为了实现类的多态性(多态是指一个函数名有多种含义)

怎么实现运算符的重载?

方式:类的成员函数 或 友元函数(类外的普通函数)

规则:不能重载的运算符有 .  和 .* 和 ?: 和 ::  和 sizeof

友元函数和成员函数的使用场合:一般情况下,建议一元运算符使用成员函数,二元运算符使用友元函数

1、运算符的操作需要修改类对象的状态,则使用成员函数。如需要做左值操作数的运算符(如=,+=,++)

2、运算时,有数和对象的混合运算时,必须使用友元

3、二元运算符中,第一个操作数为非对象时,必须使用友元函数。如输入输出运算符<<和>>

具体规则如下:

运算符 建议使用
所有一元运算符 成员函数
= ( ) [ ]  -> 必须是成员函数
+= -= /= *= ^= &= != %= >>= <<= , 似乎带等号的都在这里了 成员函数
所有其它二元运算符, 例如: –,+,*,/ 友元函数
<< >> 必须是友元函数

2. 参数和返回值

当参数不会被改变,一般按const引用来传递(若是使用成员函数重载,函数也为const).

对于返回数值的决定:

1) 如果返回值可能出现在=号左边, 则只能作为左值, 返回非const引用。

2) 如果返回值只能出现在=号右边, 则只需作为右值, 返回const型引用或者const型值。

3) 如果返回值既可能出现在=号左边或者右边, 则其返回值须作为左值, 返回非const引用。

运算符重载举例:

+和 -运算符的重载:

class Point
{
private:
    int x;
public:
    Point(int x1)
    {      x=x1;}
    Point(Point& p)
    {      x=p.x;}
    const Point operator+(const Point& p);//使用成员函数重载加号运算符
    friend const Point operator-(const Point& p1,const Point& p2);//使用友元函数重载减号运算符
};  

const Point Point::operator+(const Point& p)
{
    return Point(x+p.x);
}

Point const operator-(const Point& p1,const Point& p2)
{
    return Point(p1.x-p2.x);
}

调用:

Point a(1);
Point b(2);
a+b;  //正确,调用成员函数
a-b;  //正确,调用友元函数
a+1;  //正确,先调用类型转换函数,把1变成对象,之后调用成员函数
a-1;  //正确,先调用类型转换函数,把1变成对象,之后调用友元函数
1+a;  //错误,调用成员函数时,第一个操作数必须是对象,因为第一个操作数还有调用成员函数的功能
1-a;  //正确,先类型转换 后调用友元函数

总结:

1、由于+ -都是出现在=号的右边,如c=a+b,即会返回一个右值,可以返回const型值
2、后几个表达式讨论的就是,数和对象混合运算符的情况,一般出现这种情况,常使用友元函数

3、双目运算符的重载:

重载运算符函数名:[email protected](参数表)

隐式调用形式:obj1+obj2

显式调用形式:obj1.operator+(OBJ obj2)---成员函数

operator+(OBJ obj1,OBJ obj2)---友元函数

执行时,隐式调用形式和显式调用形式都会调用函数operator+()

++和--运算符的重载:

class Point
{
private:
    int x;
public:
    Point(int x1)
    {      x=x1;}
    Point operator++();//成员函数定义自增
    const Point operator++(int x); //后缀可以返回一个const类型的值
    friend Point operator--(Point& p);//友元函数定义--
    friend const Point operator--(Point& p,int x);//后缀可以返回一个const类型的值
};  

Point Point::operator++()//++obj
{
    x++;
    return *this;
}
const Point Point::operator++(int x)//obj++
{
    Point temp = *this;
    this->x++;
    return temp;
}
Point operator--(Point& p)//--obj
{
    p.x--;
    return p;
         //前缀形式(--obj)重载的时候没有虚参,通过引用返回*this 或 自身引用,也就是返回变化之后的数值
}
const Point operator--(Point& p,int x)//obj--
{
    Point temp = p;
    p.x--;
    return temp;
         // 后缀形式obj--重载的时候有一个int类型的虚参, 返回原状态的拷贝
}

函数调用:

Point b(2);
a++;//隐式调用成员函数operator++(0),后缀表达式
++a;//隐式调用成员函数operator++(),前缀表达式
b--;//隐式调用友元函数operator--(0),后缀表达式
--b;//隐式调用友元函数operator--(),前缀表达式
cout<<a.operator ++(2);//显式调用成员函数operator ++(2),后缀表达式
cout<<a.operator ++();//显式调用成员函数operator ++(),前缀表达式
cout<<operator --(b,2);//显式调用友元函数operator --(2),后缀表达式
cout<<operator --(b);//显式调用友元函数operator --(),前缀表达式 </pre>

总结:

1、a++

函数返回:temp(临时变量)

函数返回是否是const类型:返回是一个拷贝后的临时变量),不能出现在等号的左边(临时变量不能做左值),函数的结果只能做右值,则要返回一个const类型的值

++a

函数返回:*this;

函数返回是否是const类型:返回原状态的本身,返回值可以做左值,即函数的结果可以做左值,则要返回一个非const类型的值

2、前后缀仅从函数名(operator++)无法区分,只能有参数区分,这里引入一个虚参数int x,x可以是任意整数。

3、单目运算符的重载:

重载运算符函数名:[email protected](参数表)

隐式调用形式:[email protected]  或 @obj1

显式调用形式:

成员函数:

[email protected]( )//前缀

[email protected](0)//后缀

友元函数:

[email protected](OBJ obj)//前缀

[email protected](OBJ obj,int x)//后缀

执行时,隐式调用形式和显式调用形式都会调用函数[email protected]()

重载下标运算符[ ]

class Point
{
private:
    int x[5];
public:
    Point()
    {
        for (int i=0;i<5;i++)
        {
            x[i]=i;
        }
    }
    int& operator[](int y);
};
int& Point::operator[](int y)
{
    static int t=0;
    if (y<5)
    {
        return x[y];
    }
    else
    {
        cout<<"下标出界";
        return t;
    }
}

调用:

Point a;
for (int i=0;i<10;i++)
{
         cout<<a[i]<<endl;//无论i下标是否越界,每当使用a[i]时,都会调用[]的重载
}
a[0]=10;

重载下标运算符[ ]的目的:

1、对象[x]  类似于 数组名[x],更加符合习惯

2、可以对下标越界作出判断

语法:

重载方式:只能使用成员函数重载

函数名:operator[ ](参数表)

参数表:一个参数,且仅有一个参数,该参数设定了下标值,通常为整型,但是也可以为字符串( 看成下标)。

函数调用:显式调用:Obj[arg]-对象[下标]

隐式调用:obj.operator[ ](arg)

返回类型:

1、返回函数引用 + 返回成员的实际类型(由程序员根据函数体定义)

2、因为返回值可以做左值和右值,应该不使用返回值为const类型

但是,为了能访问const对象,下标运算符重载有非const和const两个版本。(待定写)

如:int&  Point::operator[](int y)//为什么使用返回引用:返回的值可以做左值,也可以做右值,则必须使用返回引用

重载运算符( )

class Point
{
private:
    int x;
public:
    Point(int x1)
    {      x=x1;}
    const int operator()(const Point& p);
};  

const int Point::operator()(const Point& p)
{
    return (x+p.x);
}

调用:

调用:
Point a(1);
Point b(2);
cout<<a(b);

重载运算符( )的目的:

1、对象( )  类似于 函数名(x),更加符合习惯

语法:

重载方式:只能使用成员函数重载

重载后还可以继续重载

函数名:operator( )(参数表)

参数表:参数随意,具体根据实际情况而定。

函数调用:显式调用:Obj(x)

隐式调用:obj.operator( )(x)

返回类型:

1、返回成员的实际类型随意,具体由程序员根据函数体定义

2、因为返回值只能做右值,只读,应该使用返回值为const类型

重载输入输出操作符<< >>

class Point
{
private:
    int x;
public:
    Point(int x1)
    {      x=x1;}
    friend ostream& operator<<(ostream& cout,const Point& p);//使用友元函数重载<<输出运算符
    friend istream& operator>>(istream& cin,Point& p);//使用友元函数重载>>输出运算符
};
ostream& operator<<(ostream& cout,const Point& p)
{
    cout<<p.x<<endl;
    return cout;
}
istream& operator>>(istream& cin,Point& p)
{
    cin>>p.x;
    return cin;
}
调用:
Point a(1);
Point b(2);
cin>>a>>b;
cout<<a<<b<<endl;    

语法:

重载方式:只能使用友元函数重载 且 使用三个引用&

函数名:

输出流: operator<<(参数表)

输入流:operator>>(参数表)

参数表:固定(容易出错啊),两个参数均用引用&

输出流: 必须是两个参数:对输出流ostream& 和 对象

第一个操作数cout,定义在文件iostream中,是标准类类型ostream的对象的引用。

如:ostream& cout,const Point& p

输入流:必须是两个参数:对输入流ostream& 和 对象

第一个操作数是cin,定义在文件iostream,实际上是标准类类型istream的对象的引用

如:instream& cin,const Point& p

函数调用:

输出流: 显式调用:cout<<对象

隐式调用: operator<<(cout,对象)

输入流:显式调用:cin>>对象

隐式调用: operator>>(cin,对象)

返回类型:返回类型固定 + 使用返回函数引用(满足连续输出)

输出流: 返回ostream&

如:ostream& operator<<(ostream& cout,const Point& p)

输入流:返回:istream&

如:istream& operator>>(istream& cin,Point& p)

注意:为什么输入输出操作符的重载必须使用友元函数?

因为:成员函数要求是有对象调用,则第一个参数必须是类的对象,但是<<和>>第一个参数是流的对象引用。

故,不能使用成员函数。

时间: 2024-10-28 23:05:02

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