【C++深度剖析教程8】C++的操作符重载的概念
之前學習了類的函數重載的概念,今天學習操作符重載的概念。在這之前我們先看一個例子:
上面是一個復數的加法,a為復數的實部,b為復數的虛部,在main函數里我想實現復數c1與c2的加法。很顯然,正常的+號操作符是不能實現復數的相加減的。那么我們可以添加功能函數實現讓兩個復數的相加減的。代碼如下:
#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說明程序實現了兩個復數相加減的功能。
上面的Add函數解決了Complex對象的相加減的問題,但是Complex是現實世界中確實存在的復數,并且復數在數學中的地位與普通的實數相同。
為什么不能讓 + 號這個操作符也支持復數相加呢?
由此我們你就想到了一個概念,操作符重載的概念:
- C++中的重載能夠擴展到操作符的功能
- 操作符的重載以函數的方式進行
本質:
- 用特殊形式的函數擴展操作符的功能
操作符重載的用法:
- 通過operator關鍵字可以定義特殊函數
- operator的本質是通過函數重載操作符
語法:
Type operator Sign(const Type& p1, const Type& p2) {Type ret;return ret; }其中Sign為系統中預定義的操作符,如:+,- ,* ,/,等
將上面的程序改寫為:
運行結果為:
c3.a = 4,c3.b = 6這說明,我們的修改是對的,我們已經解決了這個復數相加的問題。
但是我們上述的程序都用到了友元的概念,但是友元一般不會出現在現代軟件工程中。所以我們還可以改進:
- 可以將操作符重載函數定義為類的成員函數
- 比全局操作符重載函數少一個參數(左操作數)
- 不需要依賴友元就可以實現操作符重載
- 編譯器優先在成員函數中尋找操作符重載函數
看如下代碼:
#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; }運行結果為:
Complex operator +(const Complex& p) c3.a = 4,c3.b = 6分析運行結果以及程序:
運行結果打印的Complex operator +(const Complex& p),說明編譯器優先在成員函數中尋找操作符重載函數,而沒有選擇全局變量中的重載函數。計算結果正常,說明可以將操作符重載函數定義為類的成員函數。
程序中類的成員重載函數Complex operator +(const Complex& p),只有一個參數,少一個參數。并且c1 + c2 等同于:c1.operator + (c2)。
總結:
- 操作符重載是C++強大的特性之一
- 操作符重載的本質是通過函數擴展操作符的功能
- operator關鍵字是實現操作符的關鍵
- 操作符重載遵循相同的函數重載法則
- 全局函數和成員函數都可以實現對操作符的重載
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總結
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