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C++重載運算符你真的了解嗎_C 語言

作者：_Phoebe__ ? 更新時間： 2022-05-29 編程語言

運算符實際上是一個函數，所以運算符的重載實際上是函數的重載，。編譯程序對運算符的重載的選擇，遵循函數重載的選擇原則。當遇到不很明顯的運算時，編譯程序會尋找與參數相匹配的運算符函數。

1.重載運算符的必要性

C++語言中的數據類型分為基本數據類型和構造數據類型。基本數據類型可以直接完成算術運算。例如：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(void){
	int a=10;
	int b=20;
	cout<<a+b<<endl;
}

程序中實現了兩個整型變量的相加，可以正確輸出運行結果30。通過兩個浮點變量、兩個雙精度變量都可以直接運用加法運算符+來求和。但是類屬于新構造的數據類型，類的兩個對象就無法通過加法運算符來求和。例如：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		CBook(int iPage){
			m_iPage=iPage;
		}
		void display(){
			cout<<m_iPage<<endl;
		}
	protected:
		int m_iPage;
};
int main(void){
	CBook book1(10);
	CBook book2(20);
	tmp=book1+book2;//錯誤
	tmp.display(); 
}

當編譯器編譯到語句book1+book2時會報錯，因為編譯器不知道如何進行兩個對象的相加，要實現兩個類對象的加法運算有兩種方法，一種是通過成員函數，一種是通過重載運算符。

首先看通過成員函數方法實現求和的例子：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		CBook(int iPage){
			m_iPage=iPage;
		}
		int add(CBook a){
			return m_iPage+a.m_iPage;
		}
		void display(){
			cout<<m_iPage<<endl;
		}
	protected:
		int m_iPage;
};
int main(void){
	CBook book1(10);
	CBook book2(20);
	cout<<book1.add(book2)<<endl;
}

程序運行結果正確。使用成員函數實現求和的形式比較單一，并且不利于代碼復用。如果要實現多個對象的累加其代碼的可讀性會大大降低，使用重載運算符的方法可以解決這些問題。

2.重載運算符的形式與規則

重載運算符的聲明形式如下：

operator類型名():

operator是需要重載的運算符，整個語句沒有返回類型，因為類型名就代表了它的返回類型。重載運算符將對象轉化成類型名規定的類型，轉換時的形式就像強制轉換一樣。但如果沒有重載運算符定義，直接強制類型轉換會導致編譯器將無法通過編譯。

重載運算符不可以是新創建的運算符，只能是C++語言中已有的運算符，可以重載的運算符如下：

算術運算符：+ - * / % ++ --

位操作運算符：& | ~ ^ >> <<

邏輯運算符 ！ && ||

比較運算符 <? >? >=? <=? ==? !=

賦值運算符 =? ?+=? ? -=? ? *=? /=? %=? ? &=? |=? ?^=? ? ?<<=? ? >>=

其他運算符： [ ]? ?()? ?->? ?,? ? new? ? delete? ? new[]? ? delete[]? ? ? ? ->*

并不是所有的C++語言中已有的運算符都可以重載，不允許重載的運算符有 .? *? ::? ? ?和：

重載運算符時不能改變運算符操作數的個數，不能改變運算符原有的優先級，不能改變運算符原有的結合性，不能改變運算符原有的語法結構，即單目運算符只能重載為單目運算符，雙目運算符只能重載為雙目運算符，重載運算符含義必須清楚，不能有二義性。

實例：通過重載運算符實現求和：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		CBook(int iPage){
			m_iPage=iPage;
		}
		CBook operator+(CBook b)
		{
			return CBook(m_iPage+b.m_iPage);
		}
		void display(){
			cout<<m_iPage<<endl;
		}
	protected:
		int m_iPage;
};
int main(void){
	CBook book1(10);
	CBook book2(20);
	CBook tmp(0);
	tmp=book1+book2;
	tmp.display();
}

類CBook重載了求和運算符后，由它聲明的兩個對象book1和book2可以向兩個整型變量一樣相加。

3.重載運算符的運算

重載運算符后可以完成對象和對象之間的運算，同樣也可以通過重載運算實現對象和普通類型數據的運算。例如：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		int m_Pages;
	void OutputPage(){
		cout<<m_Pages<<endl;
	}
	CBook(){
		m_Pages=0;
	}
	CBook operator+(const int page){
		CBook book;
		book.m_Pages=m_Pages+page;
		return book;
	}
};
int main(void){
	CBook Book1,Book2;
	Book2=Book1+10;
	Book2.OutputPage(); 
}

通過修改運算符的參數為整數類型，可以實現CBook對象與整數相加。

對于兩個整型變量的相加，可以調換加數和被加數的順序，因為加法符合交換律。但是對于通過重載運算符實現的加法，不可以交換順序。

illegal:

Book2=10+Book1;//非法代碼

對于++和--運算符，由于涉及前置運算和后置運算，在重載這類運算符時如何區分呢？默認情況是，如果重載運算符沒有參數則表示是前置運算，例如：

void operator++()//前置運算 
{
	++m_Pages;
}

如果重載運算符使用了整數作為參數，則表示的是后置運算，此時的參數值可以被忽略，它只是一個標識，標識后置運算。

void operator++(int)//后置運算 
{
	++m_Pages;
}

默認情況下，將一個整數賦值給一個對象是非法的，可以通過重載運算符將其變成合法的。例如：

void operator = (int page){//重載運算符 
	m_Pages=page;
}

通過重載運算符也可以實現將一個整型數復制給一個對象，例如：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		int m_Pages;
		void OutputPages()
		{
			cout<<m_Pages<<endl;
		}
	CBook(int page){
		m_Pages=page;
	}
	operator = (const int page){
		m_Pages=page;
	}
}; 
int main(void){
	CBook mybook(0);
	mybook = 100;
	mybook.OutputPages();
}

程序中重載了賦值運算符，給mybook對象賦值100，并通過OutpuName()函數將其進行輸出。

也可以通過重載構造函數將一個整數賦值給一個對象

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		int m_Pages;
		void OutputPages()
		{
			cout<<m_Pages<<endl;
		}
	CBook(){
	}
	CBook(int page){
		m_Pages=page;
	}
	
}; 
int main(void){
	CBook mybook;
	mybook = 100;
	mybook.OutputPages();
}

程序中定義了一個重載的構造函數，以一個整數作為函數參數，這就可以將一個整數賦值給一個CBook類的對象，語句mybook=100；將調用構造函數CBook（int page）重新構造一個CBook對象，并將其賦值給mybook對象。

4.轉義運算符

C++語言中普通的數據類型可以進行強制類型轉換，例如：

int i=10;
double d;
d = double(i)

程序中將整數i強制轉換為double型。

語句

d=double(i)//等同于d=double(i)

double()在C++語言中被轉化為轉換運算符。通過重載轉換運算符可以將類對象轉換為想要的數據。

實例：轉換運算符

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
class CBook{
	public:
		CBook(double iPage=0);
		operator double(){
			return m_iPage;
		}
	protected:
		int m_iPage;
}; 
CBook::CBook(double iPage){
	m_iPage = iPage;
}
int main(void){
	CBook book1(10.0);
	CBook book2(20.00);
	cout<<double(book1)+double(book2)<<endl;
}

程序重載了轉換運算符double（），然后將類CBook的兩個對象強制轉換為double類型后再進行求和，最后輸出求和的結果。

總結

原文鏈接：https://blog.csdn.net/Li5566123/article/details/123754077

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