【C++深度剖析教程8】C++的操作符重载的概念

之前学习了类的函数重载的概念，今天学习操作符重载的概念。在这之前我们先看一个例子：
这里写图片描述

上面是一个复数的加法，a为复数的实部，b为复数的虚部，在main函数里我想实现复数c1与c2的加法。很显然，正常的+号操作符是不能实现复数的相加减的。那么我们可以添加功能函数实现让两个复数的相加减的。代码如下：

#include <stdio.h>class Complex
{int a;int b;
public:Complex(int a = 0,int b = 0){this->a = a;this->b = b;}int getA(){return a;}int getB(){return b;}friend Complex Add(const Complex& p1,const Complex& p2);
};Complex Add(const Complex& p1,const Complex& p2)
{Complex ret;ret.a = p1.a + p2.a;ret.b = p1.b + p2.b;return ret;
}int main()
{Complex c1(1,2);Complex c2(3,4);Complex c3 = Add(c1,c2); //c1 + c2printf("c3.a = %d,c3.b = %d\n",c3.getA(),c3.getB());return 0;
}

打印如下：

c3.a = 4,c3.b = 6

说明程序实现了两个复数相加减的功能。
上面的Add函数解决了Complex对象的相加减的问题，但是Complex是现实世界中确实存在的复数，并且复数在数学中的地位与普通的实数相同。
为什么不能让 + 号这个操作符也支持复数相加呢？
由此我们你就想到了一个概念，操作符重载的概念：

C++中的重载能够扩展到操作符的功能
操作符的重载以函数的方式进行

本质：

用特殊形式的函数扩展操作符的功能

操作符重载的用法：

通过operator关键字可以定义特殊函数
operator的本质是通过函数重载操作符

语法：

Type operator Sign(const Type& p1, const Type& p2)
{Type ret;return ret;
}

其中Sign为系统中预定义的操作符，如：+，- ，* ，/，等
将上面的程序改写为：

#include <stdio.h>class Complex
{int a;int b;
public:Complex(int a = 0,int b = 0){this->a = a;this->b = b;}int getA(){return a;}int getB(){return b;}friend Complex operator +(const Complex& p1,const Complex& p2);
};Complex operator +(const Complex& p1,const Complex& p2)
{Complex ret;ret.a = p1.a + p2.a;ret.b = p1.b + p2.b;return ret;
}int main()
{Complex c1(1,2);Complex c2(3,4);Complex c3 = c1 + c2; //operator +(c1,c2)printf("c3.a = %d,c3.b = %d\n",c3.getA(),c3.getB());return 0;
}

运行结果为：

c3.a = 4,c3.b = 6

这说明，我们的修改是对的，我们已经解决了这个复数相加的问题。

但是我们上述的程序都用到了友元的概念，但是友元一般不会出现在现代软件工程中。所以我们还可以改进：

可以将操作符重载函数定义为类的成员函数
比全局操作符重载函数少一个参数（左操作数）
不需要依赖友元就可以实现操作符重载
编译器优先在成员函数中寻找操作符重载函数

看如下代码：

#include <stdio.h>class Complex
{int a;int b;
public:Complex(int a = 0,int b = 0){this->a = a;this->b = b;}int getA(){return a;}int getB(){return b;}Complex operator +(const Complex& p){Complex ret;printf("Complex operator +(const Complex& p)\n");ret.a = this->a + p.a;ret.b = this->b + p.b;return ret;}friend Complex operator +(const Complex& p1,const Complex& p2);
};Complex operator +(const Complex& p1,const Complex& p2)
{Complex ret;printf("Complex operator +(const Complex& p1,const Complex& p2)\n");ret.a = p1.a + p2.a;ret.b = p1.b + p2.b;return ret;
}int main()
{Complex c1(1,2);Complex c2(3,4);Complex c3 = c1 + c2; //c1.operator + (c2)printf("c3.a = %d,c3.b = %d\n",c3.getA(),c3.getB());return 0;
}

运行结果为：

Complex operator +(const Complex& p)
c3.a = 4,c3.b = 6

分析运行结果以及程序：

运行结果打印的Complex operator +(const Complex& p)，说明编译器优先在成员函数中寻找操作符重载函数，而没有选择全局变量中的重载函数。计算结果正常，说明可以将操作符重载函数定义为类的成员函数。
程序中类的成员重载函数Complex operator +(const Complex& p)，只有一个参数，少一个参数。并且c1 + c2 等同于：c1.operator + (c2)。

总结：