c++:类和对象（5）,运算符重载

运算符重载概念：

+运算符重载

1.成员函数重载+号

2.全局函数重载+号

打印结果：

<<运算符重载

递增运算符重载

简单例子

输出结果为：

赋值运算符重载

如何重载

输出结果为：

什么时候重载

关系运算符重载

简单例子：

输出结果如下：

函数调用运算符重载

简单例子

输出结果为：

运算符重载概念：

对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的类型数据

+运算符重载

1.成员函数重载+号

#include<iostream>
using namespace std;class person 
{
public:// 1. 成员函数重载加号运算符// 这里重载了加号运算符，使得两个person对象相加时，可直接通过加号进行操作person operator+(person& p){person temp;temp.m_a = this->m_a + p.m_a; // 对m_a进行相加操作temp.m_b = this->m_b + p.m_b; // 对m_b进行相加操作return temp; // 返回相加后的结果}int m_a;int m_b;};void test01()
{person p1;p1.m_a = 10;p1.m_b = 20;person p2;p2.m_a = 10;p2.m_b = 20;person p3 = p1 + p2;  // 将p1和p2相加的结果赋值给p3cout << p3.m_a << endl; // 输出p3的m_a值cout << p3.m_b << endl; // 输出p3的m_b值
}int main()
{test01(); // 调用test01函数进行测试system("pause"); // 暂停系统， Windows下使用return 0;
}

以上代码定义了一个person类，并重载了+运算符，使得两个person对象可以通过+进行相加操作。测试时创建了两个person对象p1和p2，将它们相加的结果赋值给p3，然后输出p3的成员变量m_a和m_b的值。

2.全局函数重载+号

#include <iostream>
using namespace std;class MyNumber 
{
private:int value;public:MyNumber(int val) : value(val) {}int getValue() const { return value; }// 友元函数，全局函数重载加号运算符friend MyNumber operator+(const MyNumber& num1, const MyNumber& num2);
};// 全局函数重载加号运算符
MyNumber operator+(const MyNumber& num1, const MyNumber& num2) 
{int sum = num1.value + num2.value;return MyNumber(sum);
}int main() 
{MyNumber num1(5);MyNumber num2(7);MyNumber sum = num1 + num2; // 使用重载的加号运算符进行相加操作cout << "num1 = " << num1.getValue() << endl;cout << "num2 = " << num2.getValue() << endl;cout << "sum = " << sum.getValue() << endl;return 0;
}

打印结果：

在上述示例代码中，定义了一个名为MyNumber的类，其中包含一个私有成员变量value和构造函数。

为了使全局函数能够访问MyNumber类的私有成员，我们将该全局函数声明为MyNumber类的友元函数。在这个友元函数operator+中，我们重载了加号运算符，实现了两个MyNumber对象相加操作，并返回一个新的MyNumber对象作为结果。

在main函数中，我们创建了两个MyNumber对象num1和num2，然后使用重载的加号运算符将它们相加，将结果赋值给sum。最后，通过getValue成员函数分别输出num1、num2和sum的值。

总结：对于内置的数据类型的表达式的运算符是不可能改变的

<<运算符重载

#include <iostream>
using namespace std;class Point 
{
private:int x, y;public:Point(int a = 0, int b = 0) : x(a), y(b) {}int getX() const { return x; }int getY() const { return y; }// 友元函数，全局函数重载输出运算符friend ostream& operator<<(ostream& os, const Point& p);
};// 全局函数重载输出运算符
ostream& operator<<(ostream& os, const Point& p) 
{os << "(" << p.x << ", " << p.y << ")";return os;
}int main() 
{Point p(3, 5);cout << "The coordinates of p: " << p << endl;return 0;
}

输出结果为：

The coordinates of p: (3, 5)

在上述示例代码中，定义了一个名为Point的类，其中包含了两个私有成员变量x和y，以及构造函数和获取成员变量的成员函数。

为了实现以自定义的方式输出Point类对象，我们重载了输出运算符<<。全局函数operator<<接受一个ostream对象os和一个Point对象p作为参数。在函数体中，我们使用os对象来输出p的坐标信息。

在main函数中，我们创建了一个Point对象p，然后使用重载的输出运算符将p输出到标准输出流中。输出的结果将会是形如(3, 5)的坐标信息。

递增运算符重载

简单例子

#include <iostream>
using namespace std;class MyNumber 
{
private:int value;public:MyNumber(int val) : value(val) {}int getValue() const {return value;}// 重载前置递增运算符MyNumber& operator++() {value++;return *this;}// 重载后置递增运算符MyNumber operator++(int) {MyNumber temp(value);value++;return temp;}
};int main() 
{MyNumber num(5);cout << "原始值：" << num.getValue() << endl;MyNumber preIncrement = ++num; // 前置递增运算符cout << "前置递增后的值：" << num.getValue() << endl;cout << "前置递增值：" << preIncrement.getValue() << endl;MyNumber postIncrement = num++; // 后置递增运算符cout << "后置递增后的值：" << num.getValue() << endl;cout << "后置递增值：" << postIncrement.getValue() << endl;return 0;
}

在上述示例代码中，定义了一个名为MyNumber的类，其中包含一个私有成员变量value和构造函数。

在MyNumber类中，我们重载了前置递增运算符(++num)和后置递增运算符(num++)。前置递增运算符函数返回一个引用，先将value成员变量加1，然后返回递增后的对象。后置递增运算符函数接受一个额外的整型参数（通常为0），用于区分前置和后置递增运算符，创建一个临时对象保存递增前的值，然后将value成员变量加1，并返回临时对象。

注意：区别前置加加和后置加加的返回类型，看是否错误的进行了重载函数。

在main函数中，我们创建了一个MyNumber对象num，然后进行前置递增运算和后置递增运算。我们将递增后的num对象的值以及返回的递增前的对象的值进行输出。

输出结果为：

原始值：5
前置递增后的值：6
前置递增值：6
后置递增后的值：7
后置递增值：6

总结：前置++返回引用，后置++返回值，还要加参数，区别重置函数。

赋值运算符重载

如何重载

#include <iostream>
using namespace std;class MyClass 
{
private:int value;
public:MyClass(int val) : value(val) {}int getValue() const {return value;}// 赋值运算符重载MyClass& operator=(const MyClass& other) {if (this != &other) { // 检查自我赋值value = other.value;}return *this;}
};int main() 
{MyClass obj1(5);MyClass obj2(10);cout << "obj1的初始值: " << obj1.getValue() << endl;cout << "obj2的初始值: " << obj2.getValue() << endl;obj1 = obj2; // 使用赋值运算符将obj2的值赋给obj1cout << "赋值后，obj1的值: " << obj1.getValue() << endl;return 0;
}

在上述示例代码中，我们在MyClass类中重载了赋值运算符(operator=)。该函数接收一个常量引用参数 other，表示赋值运算符右侧的对象。

在重载函数中，我们首先进行自我赋值检查，以避免在赋值时发生错误。然后，将other对象的值赋给this指针所指向的对象的value成员变量。

在main函数中，我们创建了两个MyClass对象 obj1 和 obj2。然后使用赋值运算符将 obj2 的值赋给了 obj1。最后输出 obj1 的值进行验证。

输出结果为：

obj1的初始值: 5
obj2的初始值: 10
赋值后，obj1的值: 10

什么时候重载

当类中含有指针成员变量时，需要深拷贝对象的内容而不只是复制指针的地址。通过重载赋值运算符，可以在对象赋值时自定义深拷贝的行为，确保指针所指的资源得到正确的复制和释放。

当类中存在动态分配的资源，如文件句柄、网络连接等，需要在对象赋值时确保资源的正确释放和转移。

当类中含有其他类对象作为成员变量时，通过重载赋值运算符，可以实现对成员对象的赋值操作。

当使用类的对象进行赋值操作时，希望自定义赋值的行为，例如执行额外的检查、记录操作日志等。

关系运算符重载

简单例子：

#include <iostream>
using namespace std;class Student 
{
private:int age;public:Student(int studentAge) : age(studentAge) {}// 重载等于运算符bool operator==(const Student& other) const {return (age == other.age);}// 重载小于运算符bool operator<(const Student& other) const {return (age < other.age);}int getAge() const {return age;}
};int main() 
{Student s1(20);Student s2(18);Student s3(20);cout << "s1的年龄: " << s1.getAge() << endl;cout << "s2的年龄: " << s2.getAge() << endl;cout << "s3的年龄: " << s3.getAge() << endl;// 使用重载的等于运算符if (s1 == s2) {cout << "s1 等于 s2" << endl;} else {cout << "s1 不等于 s2" << endl;}if (s1 == s3)  {cout << "s1 等于 s3" << endl;} else {cout << "s1 不等于 s3" << endl;}// 使用重载的小于运算符if (s1 < s2) {cout << "s1 小于 s2" << endl;} else {cout << "s1 不小于 s2" << endl;}if (s2 < s3) {cout << "s2 小于 s3" << endl;} else {cout << "s2 不小于 s3" << endl;}return 0;
}

在上述代码中，我们定义了一个 Student 类，其中包含一个私有的 age 成员变量和对应的访问器函数 getAge()。

我们重载了等于运算符（==）和小于运算符（<）。在重载函数中，我们比较了两个 Student 对象之间的年龄。

在 main 函数中，我们创建了三个 Student 对象 s1、s2 和 s3，并输出他们的年龄。

接下来，我们使用重载的等于运算符来比较 s1 和 s2，以及 s1 和 s3 的年龄是否相等，并输出结果。

然后，我们使用重载的小于运算符来比较 s1 和 s2，以及 s2 和 s3 的年龄大小，并输出结果。

输出结果如下：

s1的年龄: 20
s2的年龄: 18
s3的年龄: 20
s1 不等于 s2
s1 等于 s3
s1 不小于 s2
s2 小于 s3

函数调用运算符重载

由于重载后的使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数。

简单例子

#include <iostream>
using namespace std;class MyFunction 
{
public:int operator()(int a, int b) {return a + b;}
};int main() 
{MyFunction myFunc;int result = myFunc(2, 3); // 调用重载的函数调用运算符cout << "调用结果: " << result << endl;return 0;
}

在上述代码中，我们定义了一个名为 MyFunction 的类，并重载了函数调用运算符 operator()。重载后的函数调用运算符将两个参数相加，并返回结果。

在 main 函数中，我们创建了 MyFunction 类的对象 myFunc。然后，我们将对象 myFunc 当作函数一样进行调用，传递两个参数，并将结果存储在 result 变量中。