【C++学习笔记四】运算符重载

当调用一个重载函数和重载运算符时，编译器通过把您所使用的参数类型和定义中的参数类型相比较，巨鼎选用最合适的定义。（重载决策）

重载运算符时带有特殊名称的函数，函数名是由关键字operator和其后要重载的运算符符号构成，与其他函数一样，重载运算符有一个返回类型和一个参数列表。

返回类型 operator 运算符(参数列表)
{...
}

大多数的重载运算符可被定义为不同的非成员函数，或者定义为类成员函数。

不可重载的运算符：

.成员访问运算符
.* ->*成员指针访问运算符
::域运算符
?:条件运算符
#预处理符号

输入输出运算符重载

首先我们需要对流输入输出的原理有一个简单的理解。
cin是istream类的对象，cout是ostream类的对象
cin>>x; 相当于cin.operator>>x;然后会在输入缓冲区中读入整型数据后返回流输入对象cin，方便以后再次输入。

我们可以传统的写法进行运算符重载：

例如：

#include <iostream>
using namespace std;class Distance
{
private:int feet;             // 0 到无穷int inches;           // 0 到 12
public:// 所需的构造函数Distance() {feet = 0;inches = 0;}Distance(int f, int i) {feet = f;inches = i;}ostream& operator<<(ostream& os){os << "英寸：" << feet << "\n英尺：" << inches;return os;}
};
int main()
{Distance d1(20, 18);d1 << cout << endl<< "成功"<< endl;//相当于d1.operator<<(cout)
}

运行结果：

在这里插入图片描述
这样写虽然可以但是不太符合我们的习惯，我们更习惯将cout放到最左边。为了能够适用这种写法，我们需要使用友元函数。

详见代码：

#include <iostream>
using namespace std;class Distance
{
private:int feet;             // 0 到无穷int inches;           // 0 到 12
public:// 所需的构造函数Distance() {feet = 0;inches = 0;}Distance(int f, int i) {feet = f;inches = i;}friend ostream& operator<<(ostream& os,const Distance& x){os << "英寸：" << x.feet << "\n英尺：" << x.inches;return os;}
};
int main()
{Distance d1(20, 18);cout<< d1 << endl<< "成功"<< endl;//相当于d1.operator<<(cout)
}

这样写起来就显得很自然。这里我们通过友元函数进行重载。因为<<是二元操作符的缘故我们需要两个参数。其他操作符也可以使用友元函数进行重载，只需要将操作对象放到参数列表中即可。

自增自减运算符的重载

因为自增自减运算符有前缀和后缀之分，因此在重载时也有所不同。除去实现上的不同，后缀运算符在重载的时候参数列表需要有一个int，来向编译器说明这是一个后缀形式 。例如：

返回类型 operator++ (int)
{}

自增和自减运算符一般是改变对象的状态，所以一般是重载为成员函数。

在实际实现的时候，对于前缀运算符我们直接改变成员的状态然后返回一个相同的成员。对于后缀运算符我们先创建一个对象保存对象的值，然后进行改变，最后返回原来的值。

例如：


#include <iostream>
using namespace std;class Time
{private:int hours;             // 0 到 23int minutes;           // 0 到 59public:// 所需的构造函数Time(){hours = 0;minutes = 0;}Time(int h, int m){hours = h;minutes = m;}// 显示时间的方法void displayTime(){cout << "H: " << hours << " M:" << minutes <<endl;}// 重载前缀递增运算符（ ++ ）Time operator++ ()  {++minutes;          // 对象加 1if(minutes >= 60)  {++hours;minutes -= 60;}return Time(hours, minutes);}// 重载后缀递增运算符（ ++ ）Time operator++( int )         {// 保存原始值Time T(hours, minutes);// 对象加 1++minutes;                    if(minutes >= 60){++hours;minutes -= 60;}// 返回旧的原始值return T; }
};
int main()
{Time T1(11, 59), T2(10,40);++T1;                    // T1 加 1T1.displayTime();        // 显示 T1++T1;                    // T1 再加 1T1.displayTime();        // 显示 T1T2++;                    // T2 加 1T2.displayTime();        // 显示 T2T2++;                    // T2 再加 1T2.displayTime();        // 显示 T2return 0;
}

赋值运算符重载

详见实例：

#include <iostream>
using namespace std;class Distance
{private:int feet;             // 0 到无穷int inches;           // 0 到 12public:// 所需的构造函数Distance(){feet = 0;inches = 0;}Distance(int f, int i){feet = f;inches = i;}void operator=(const Distance &D ){ feet = D.feet;inches = D.inches;}// 显示距离的方法void displayDistance(){cout << "F: " << feet <<  " I:" <<  inches << endl;}};
int main()
{Distance D1(11, 10), D2(5, 11);cout << "First Distance : "; D1.displayDistance();cout << "Second Distance :"; D2.displayDistance();// 使用赋值运算符D1 = D2;cout << "First Distance :"; D1.displayDistance();return 0;
}

函数调用运算符()重载

重载函数的参数列表就是()应该加上的内容

#include <iostream>
using namespace std;class Distance
{private:int feet;             // 0 到无穷int inches;           // 0 到 12public:// 所需的构造函数Distance(){feet = 0;inches = 0;}Distance(int f, int i){feet = f;inches = i;}// 重载函数调用运算符Distance operator()(int a, int b, int c){Distance D;// 进行随机计算D.feet = a + c + 10;D.inches = b + c + 100 ;return D;}// 显示距离的方法void displayDistance(){cout << "F: " << feet <<  " I:" <<  inches << endl;}};
int main()
{Distance D1(11, 10), D2;cout << "First Distance : "; D1.displayDistance();D2 = D1(10, 10, 10); // invoke operator()cout << "Second Distance :"; D2.displayDistance();return 0;
}