聊聊C++ 運算符重載知識

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前言

1.運算符重載是一種形式的C++多態。
2.重載運算符可以使代碼看起來更加自然。

回顧類

在正常構造類的時候，有些成員方法可以不用寫出來，例如在這樣一個表示時間的類中，拷貝構造函數隻是淺拷貝，和系統默認的步驟是一樣的，可以不用寫瞭。 同樣，析構函數如果在對象死亡之前沒有必須要做的事情，也可以不用寫。

所以在下面的例子中，拷貝構造和析構函數可以省略。

class Time
{
public:
	Time();
	Time(const Time& src)
	{
		_hour = src._hour;
		_minutes = src._minutes;
	}
	~Time();
private:
	int _hour;
	int _minutes;
};

通過示例引入運算符重載

示例

若要將兩個等數組中各個下標對應的字符相加，普通寫法為：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
	const int SIZE = 10;
	int ch1[SIZE] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	int ch2[SIZE] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int ch3[SIZE];

	for (int i = 0; i < SIZE; ++i)
	{
		ch3[i] = ch1[i] + ch2[i];
	}
	
	for (int i = 0; i < SIZE; ++i)
	{
		cout << ch3[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

這樣是可以正常輸出的：

在這裡插入圖片描述

再來看看運算符重載的示例，這裡使用的是 string 類。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

int main(void)
{
	string s1 = "aaaa";
	string s2 = "bbbb";
	string s3 = s1 + s2;

	cout << s3 << endl;
	return 0;
}

在這裡插入圖片描述

這裡的 s1 + s2就是運用的加法運算符重載，內部實現也是對應的下標再加，但這樣簡單的寫法，強調瞭實質。

定義

要重載運算符，需要使用被稱為運算符函數的特殊函數形式。

格式：

 ret_form operator op(argument-list)

例如加法運算符：

operator +();

可重載的運算符

這裡開個玩笑，列出這寫可重載的，大傢有興趣可以自己實現。

在這裡插入圖片描述

本文講述的類

下面是文章示例的一個類：

表示一個復數

class Complex
{
public:
	//默認構造
	Complex();

	//構造函數
	Complex(int a, int b)
	{
		_a = a;
		_b = b;
	}
	
	//打印
	void show()
	{
		cout << _a << "+" << _b << endl;
	}
	//析構函數
	~Complex()
	{
		cout << "Program Exit" << endl;
	}

private:
	int _a; //實部
	int _b; //虛部
}

加法運算符

如果要使用到加法，如

int main(void)
{
	Complex s1(1, 2);
	Complex s2(2, 3);

	Complex s3 = s1 + s2;
	
	return 0;
}

那首先要確定，我不能改變加數原本的值，其次，我需要返回一個加完之後的類。

那重載加法運算符聲明就可寫成：

1.返回類型為 類 類型
2.this指針聲明成const
3.第二個加數聲明為const

Complex operator +(const Complex& src)const;

函數實現：
這裡還用到瞭構造函數，將其構造後返回。

//加法運算符
	Complex operator +(const Complex& src)const
	{
		int a = _a + src._a;
		int b = _b + src._b;
		return Complex(a, b);
	}

使用運算符的兩種方式：

s3和s4用到的方式都可以

	Complex s1(1, 2);
	Complex s2(2, 3);

	Complex s3 = s1 + s2;
	Complex s4 = s1.operator+(s2);

運行示例：
輸出瞭 s3 和s4， 並且析構。

在這裡插入圖片描述

&& 運算符

比如要寫一個方法來判斷兩個復數的實部是否都為0.

	if (s1 && s2)
	{
		cout << "all zero" << endl;
	}

實現：

	//&&
	bool operator &&(const Complex& src)const
	{
		return _a && src._a;
	}

cout<<運算符

想要重載輸出運算符，首先想到的是將 cout 當作參數傳遞給函數。

簡易版（相當於show())

	//cout <<
	void operator <<(ostream& out)
	{
		out << _a << "+" << _b << "i" << endl;
	}

這樣重載的話，就隻能當作show()方法一樣調用。而不能直接使用cout。

在這裡插入圖片描述

臻享版

首先要知道，cout是一個二元運算符，那我們傳遞參數的時候，也是傳遞兩個參數，向上面的簡易版，第一個參數為this指針, 第二個才是cout ,如果想把this指針移到第二個參數位置，是辦不到的，所以隻能當作show方法的樣子來寫。

void operator <<(/*this*/ostream& out)
	{
		out << _a << "+" << _b << "i" << endl;
	}

解決方法：
把要輸出的參數放在第二個位置。

這裡就需要在類外實現，實現的方法利用友元性質，放入類中。

如圖所示，我確實是在類外寫的。

在這裡插入圖片描述

運行示例：
這裡直接寫cout << s1

int main(void)
{
	Complex s1(1, 2);
	Complex s2(2, 3);

	Complex s3 = s1 + s2;
	Complex s4 = s1.operator+(s2);

	s3.show();
	s4.show();
	//s1.operator<<(cout);
	cout << s1;

	return 0;
}

沒有問題，把 1+2i 輸出瞭

在這裡插入圖片描述

但如果想要連續輸出，例如：

cout << s1 << s2;

我像上面那樣寫就不行瞭，因為這個方法的返回類型是void,函數參數先接收 cout 和 s1, 然後返回void,將void 和 s2又當作參數傳遞過去，顯然是不行的。

解決方法：
將這個方法的返回類型寫成輸出流對象， 即ostream

ostream& operator <<(ostream& out, const Complex& src)
{
	out << src._a << "+" << src._b << "i" << endl;
	return out;
}

同樣友元函數也寫成：

friend ostream& operator <<(ostream& out, const Complex& src);

這樣寫的話就可以連續輸出

示例：若要輸出三個對象

cout << s1 << s2 << s3;

運行結果

在這裡插入圖片描述

++運算符 前置++

前置++的意思是先 自加1，再返回。

實現：
這裡隻針對復數的實部

	//前置++
	Complex& operator ++()
	{
		++_a;
		return *this;
	}

後置++

後置++的意思是先傳值，再自增1 。

實現：
參數列表裡的int沒有實質意義，隻是讓編譯器區分前置還是後置。

	//後置++
	Complex operator ++(int)
	{
		int tmp = _a;
		_a++;
		return Complex(tmp, _b);
	}

練習

通過上面介紹的這些運算符重載，可以寫出其他一些。

這裡可以實現有
減法運算符、 ||運算符、 >>運算符 和 自減運算符（- -）。

例如減法運算符：和加法一樣的寫法：

	//減法運算符
	Complex operator -(const Complex& src)const
	{
		int a = _a - src._a;
		int b = _b - src._b;
		return Complex(a, b);
	}

到此這篇關於C++ 運算符重載 簡介的文章就介紹到這瞭,更多相關C++ 運算符重載內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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