【C++】运算符重载关于const的分析（超详细）
C++运算符重载
- 重载运算符“+”
- 第1个const
- 第2个const
- 第3个const
- 重载运算符“-”
- 重载运算符“-”（与上面的含义不同）
- 重载运算符 “+=” 与 “-=”
- 重载运算符 “==” 与 “!=”
- 重载运算符 “++” 与 “--”
- 重载 “<<" 与 “>>”
- 完整源代码
C++里面的运算符重载细节特别多，这里用一个 Point 类来演示一下C++的运算符重载。（需要理解友元函数，指针，引用等概念）
如下是一个 Point 类，只有 m_x ，m_y 两个私有成员变量，
拥有一个构造函数，接收了 x，y 两个参数，
diplay() 方法用来展示 Point 对象的属性。
class Point {
private:
int m_x, m_y;
public:
Point(int x, int y) : m_x(x), m_y(y) {} // 参数列表初始化构造函数
void display() {
cout << "(x1=" << m_x << ", x2=" << m_y << ")" << endl;
}
}
重载运算符“+”
class Point {
int m_x, m_y;
public:
Point(int x, int y) : m_x(x), m_y(y) {}
void display() {
cout << "(x1=" << m_x << ", x2=" << m_y << ")" << endl;
}
// 第一个const表示返回值是个常量，用来防止 (p1+p2)=Point(10,20); 这种赋值
// 括号内第二个const表示传入的参数可以接收const也可以接收非const
// 第三个const表示常量可以调用该函数
// 具体见下面的分析。
const Point operator+(const Point &point) const {
return Point(m_x + point.m_x, m_y + point.m_y);
}
}
const Point operator+(const Point &point) const{
return Point(m_x + point.m_x, m_y + point.m_y);
}
这个函数定义有 3 个const，分别理解一下它们的意思。
第1个const
第一个const，表示返回值是常量，什么意思呢？我们来看一段C++代码。
int a = 1;
int b = 2;
(a + b) = 5; // 在C++中不允许如此做，会报错
上述这段代码在C++中是不允许的，a，b都是变量，但是无法对(a+b)进行赋值。
Point p1 = (10, 20);
Point p2 = (20, 30);
(p1 + p2) = Point(40, 50); // 如果不加第1个const，则这里不会报错
因此，对我们自定义的 Point 类来说，上面这段代码是应当是不允许的。解决方案是，我们将 (p1+p2) 的结果看作常数，常数不允许被赋值。因此，在重载操作数+的过程中，我们需要将返回值写成 const Point。
第2个const
const Point operator+(const Point &point) const{
//code...
}
第2个 const ，即括号里的const Point &point，这个 const 是什么意思呢？
这个 const 是为了扩大接受参数的范围。我们依旧来看一段C++代码。
int a = 1; // 变量
const int b = 2; // 常数
// b = 3; // 会报错，常数不可修改
int c = a + b ; // 常数不可修改，但是可以做运算
// 注意，这里a是变量，b是常数
上面这段代码表示，+ 号可以接收常数参数， 想想也很好理解，常数不可修改，但是可以参与运算。
Point p1 = (10, 20);
const Point p2 = (20, 30);
Point p3 = p1 + p2; // 不加第2个const，这里会报错，因为p2是常数
// 注意，这里p1是变量，p2是常量，由于重载了“+”
// 上一句代码等同于 p1.operator+(p2);
// 将p2视为了参数，即将常量视为参数。
对于我们自定义的类来说，上面这段代码应当是被允许的。我们需要在重载操作数+的过程中，给接收的参数加上 const，就可以同时接受 const参数 与 非const参数，扩大了接受参数的范围。
第3个const
const Point operator+(const Point &point) const{
//code...
}
第3个 const，即括号后面的 const，它的作用是 使得该函数可以被 const 对象所调用。直接看 Point 的操作。
const Point p1 = (10, 20);
Point p2 = (20, 30);
Point p3 = p1 + p2; // 不加第3个const，这里会报错，因为p1是常数
// 注意，这里p1是常量，p2是变量，由于重载了“+”
// 上一句代码等同于 p1.operator+(p2);
// 由p1调用的operator+函数，因此调用该函数的是个常数。
请仔细对比第2个const与第3个const的区别，仔细看注释！可能有点容易混淆！
p1对象是个常量，Point p3 = p1 + p2; 实际上等价于 p1.operator+(p2);，实际上是拿常量p1调用了函数，因此这个函数必须可以被常量调用，这就是第3个const的作用。
重载运算符“-”
重载运算符 “-” 与 “+” 思路一模一样，同上。
const Point operator-(const Point &point) const{
return Point(this->m_x - point.m_x, this->m_y - point.m_y);
}
重载运算符“-”（与上面的含义不同）
我们来看一段C语言代码，理解一下这个“-”的含义是什么。
int a = 2;
int b = -a;
知道了吧，这个“-”，是放在变量前面，让他的值变成相反数。
但是要注意这是个单目运算符，是不需要传函数参数的。
const Point operator-() const {
return Point(-m_x, -m_y);
}
重载运算符 “+=” 与 “-=”
Point& operator+=(const Point &point) { // 返回值要注意
this->m_x += point.m_x;
this->m_y += point.m_y;
return *this;
}
Point& operator-=(const Point &point) { // 返回值要注意
this->m_x -= point.m_x;
this->m_y -= point.m_y;
return *this;
}
这里说一下返回值为什么是 Point &，这是一个引用对象。我们看一段C++代码。
int a = 1;
(a += 1) = 2;
在 C++ 中，(a+=1)是允许被赋值的，我们可以理解为 (a+=1) 的返回值依旧是一个变量；
务必与之前的(a+b) = 3区分开，这个式子是不允许的，因此(a+b)的返回值被我们理解为常量，这也是之前3个const之第1个const的原因。
那么就可以理解为什么要用 Point & 来接受参数了。其实还有一个好处，即可以少创建一个对象。(这里不做详细说明)。
重载运算符 “==” 与 “!=”
bool operator==(const Point &point) const {
return point.m_x == this->m_x && point.m_y == this->m_y;
}
bool operator!=(const Point &point) const {
return point.m_x != this->m_x || point.m_y != this->m_y;
}
这两个应该很好理解，不做过多说明。
重载运算符 “++” 与 “–”
众所周知，C++中的 ++ 与 – 分为前缀和后缀两种，如下。
int a;
a++;
++a;
这两种操作符是需要分别重载的，那么如何区分呢？主要看传参入的参数，如下。
Point& operator++() {} // 默认代表重载++a
const Point operator++(int) {} // 传入参数写int代表a++，固定格式。
Point& 与 const 的分析方法与最开始所讲差不多，理解了那个必然能理解下面的的代码。
Point& operator++() { // ++a
++m_x;
++m_y;
return *this;
}
const Point operator++(int) { // a++
Point old = Point(m_x, m_y);
m_x++;
m_y++;
return old;
}
Point& operator--() { // --a
--m_x;
--m_y;
return *this;
}
const Point operator--(int) { // a--
return Point(m_x--, m_y--);
}
重载 “<<" 与 “>>”
注意，重载 “<<”，由于格式是cout << a;，"<<“符号左边的参数必须接收"cout”，因此不可以当作成员函数来重载，必须写在全局区，可以通过与友元函数相结合来达到目的。
重载">>"，格式是cin >> a;，">>"符号左边的参数必须接收 “cin”，同样不可以当作成员函数来重载，必须写在全局区，通过与友元函数来达到目的。
并且，由于接收的参数是会修改的，不能加 const 修饰。
class Point {
// 重载 "<<" 与 ">>" 的友元函数
friend ostream &operator<<(ostream &cout, const Point &point);
friend istream &operator>>(istream &cin, Point &point);
int m_x, m_y;
public:
Point(int x, int y) : m_x(x), m_y(y) {}
}
// 重载 "<<"
ostream &operator<<(ostream &cout, const Point &point) { // 重载 "<<"，由于结果是 cout << a; 不可以当作成员函数来重载，必须写在全局区。
cout << "(x1=" << point.m_x << ", x2=" << point.m_y << ")";
return cout;
}
// 重载 ">>"
istream &operator>>(istream &cin, Point &point) { // 重载">>",由于接收的参数会修改，不能加const修饰
cin >> point.m_x >> point.m_y;
return cin;
}
完整源代码
#include