C++语法——详解运算符重载
运算符重载是C++的一个重要特性。有了运算符重载，在代码编写时能更好的实现封装。
目录
一.运算符重载介绍
二.运算符重载形式
（一）.参数
（二）.返回值
（三）.应用
三.特殊的运算符重载
（一）.默认赋值运算符重载
（二）.自增运算符A++与++A
（三）.流提取>>与流插入<<
四.不能进行重载的运算符
一.运算符重载介绍
运算符重载，就是让原本已经存在的运算符有了新的用法和意义。
比如我们熟知的减号（-），原本是用来进行数字的相减处理。但经过运算符重载后，它可以用来进行其他类型的相减，像时间相减、日期相减、字符相减等等。只要是你能想到的，通过运算符重载基本都能够实现。
对于C++而言，运算符重载一般是作为类的成员函数出现。因为当我们需要运算符重载时，往往是类中一种特殊的类型需要处理或者类本身需要处理。就像我们可能会把时间作为一个类，里面有小时、分钟、秒。如果让时间相减，那么减号的参数类型就变成了时间类。因此，重载最好作为类的成员函数出现，减少在我们调用运算符重载时发生冲突的可能。
二.运算符重载形式
[返回值] operator[运算符] (参数...) { ... }；
（一）.参数
第一点：
这里我们必须注意的是，重载的参数个数必须与运算符原意的个数一致。比如+号的参数就是左加数和右加数两个。那么当我们重载加号时也要保证有左右两个加数作为参数。
第二点：
重载作为普通函数时：
单目：右操作数是形参；双目：左边形参作为运算符左操作数，右边形参是右操作数。
重载作为类的成员函数时：
如果运算符参数只有一个，那么不需要写参数；如果运算符参数有两个，那么只需要写一个参数。
因为类的成员函数默认有一个this指针。它会直接指向类本身。换句话说，当我们写出运算符重载时，有一个参数就已经被this指针包含了。
单目运算符，this所指向运算符右参数，因为单目运算符的参数一般都在右边。
双目运算符，this指向运算符左参数。
以减号为例，两个时间类a和b相减时。如果是a - b,那么this指针指向a，反之则指向b。在声明函数时，我们只需要写右参数即可。a - b的话只需要写 int operator-(Time b);
当然，单目运算符由于只有一个参数，且该参数被this所指向，那么我们无需声明任何参数即可。
（二）.返回值
运算符的返回值类型取决于该重载函数的作用是什么。
比如a + b的作用是得到一个加数，那么返回值就是a+b的值。a += b的作用是让a的值改变，既然是让参数a的值改变，那么就无需返回值。
还有就是如果我们需要运算符支持多次操作那么也需要返回值。比如流插入运算符<<。我们可能需要多次进行插入，像cout << a << b << c;之类就需要返回流ostream本身以便于之后的流插入工作。
（三）.应用
下面，我来为大家展示几种运算符重载方式：
加号（双目）：
class Time
{
int _hour;
int _min;
int _sec;
public:
Time(int hour = 0, int min = 0, int sec = 0)
{
_hour = hour;
_min = min;
_sec = sec;
}
void Print()
{
cout << _hour << ":" << _min << ":" << _sec << endl;
}
Time operator+(int min)//加分钟
{
Time t(*this);//因为是+号，规定不能改变左右参数的值，所以使用t来取和用以返回。
t._min += min;
if (t._min > 59)//检查时间正确性
{
t._hour += (t._min / 60);
if (t._hour > 23)
t._hour /= 24;
t._min %= 60;
}
return t;
}
};
int main()
{
Time a(10, 30, 30);
(a + 140).Print();
return 0;
}
自增（单目）：
class Time
{
int _hour;
int _min;
int _sec;
public:
Time(int hour = 0, int min = 0, int sec = 0)
{
_hour = hour;
_min = min;
_sec = sec;
}
void Print()
{
cout << _hour << ":" << _min << ":" << _sec << endl;
}
int& operator++()// ++a和a++分别如何我们之后会讲到，这里使用++a
{
return _hour += 1;//为方便演示，让小时+1，但不再判断时间正确性
}
};
int main()
{
Time a(10, 30, 30);
++a;
a.Print();
return 0;
}
三.特殊的运算符重载
（一）.默认赋值运算符重载
即便我们没有手动定义赋值运算符重载，C++也为我们提供了默认函数。
在默认赋值重载中，内置类型按字节拷贝，自定义类型会去调自己的默认赋值重载。这点与默认拷贝构造极为相似，不懂的可以看看这篇文章：详解析构函数、拷贝构造函数
因此，当我们的类中只有int、char、double之类内置类型时，无需再写赋值重载。
但是，如果有指针、malloc、new之类指向地址、手动开辟空间的，一般情况下还是需要手写重载的。
总而言之，默认赋值重载只能进行浅拷贝，是否需要手动去写要根据类的成员类型判断。
class Time
{
int _hour;
int _min;
int _sec;
public:
Time(int hour = 0, int min = 0, int sec = 0)
{
_hour = hour;
_min = min;
_sec = sec;
}
void Print()
{
cout << _hour << ":" << _min << ":" << _sec << endl;
}
};
int main()
{
Time a;
Time b(20, 10, 50);
a.Print();
a = b;//调用默认赋值重载
a.Print();
return 0;
}
值得注意的一点是：
我们需要分清楚赋值重载与拷贝构造的区别。
拷贝构造只能发生在对象被定义时，而赋值则是在对象已经被定义完毕后。
void main()
{
Time A;
Time T = A;//拷贝构造
Time B;
B = A;//赋值重载
}（二）.自增运算符A++与++A
因为单目运算符重载的this指针指向右边，所以按正常写法我们写出来的是++A。
C++规定，A++的写法是在正常++运算重载基础上，在参数上写一个int类型的参数。
方式如下：
class Time
{
int _hour;
int _min;
int _sec;
public:
Time(int hour = 0, int min = 0, int sec = 0)
{
_hour = hour;
_min = min;
_sec = sec;
}
void Print()
{
cout << _hour << ":" << _min << ":" << _sec << endl;
}
//为方便演示，让小时+1，但不再判断时间正确性
Time& operator++()// ++A
{
_hour += 1;
return (*this);//因为自增直接返回this用引用接收
}
Time operator++(int)//A++，参数写int或int i都可以
{
Time ret(*this);
_hour += 1;
return ret;//需要返回this自增之前的结果，所以用临时变量返回
}
};
int main()
{
Time a(10, 30, 30);
//(++a).Print();
//a.Print();
(a++).Print();
a.Print();
return 0;
} 
（三）.流提取>>与流插入<<
对于流而言，因为是双目运算符，this指针本应该指向左边的类，但左操作数是一个流，又与this的类型冲突。那么就会出现很奇怪的现象：
因为this指针会默认指向类，而我们需要让左参数指向流，右参数指向类。所以重载就不能作为类的成员函数出现了。
这时，就需要用到友元函数friend。友元函数本身是一个普通函数，但是作为类的友元，能够调用类内的成员，包括private。而且参数不用被类限制为第一个必须是this所指的对象本身。
使用时，我们只需要在类内声明有个友元函数即可。
#include"head.h"
class Time
{
friend ostream& operator<<(ostream& out, Time& t);//友元函数，声明
friend istream& operator>>(istream& in, Time& t);
int _hour;
int _min;
int _sec;
public:
Time(int hour = 0, int min = 0, int sec = 0)
{
_hour = hour;
_min = min;
_sec = sec;
}
};
ostream& operator<<(ostream& out, Time& t)//流插入
{
out << t._hour << ":" << t._min << ":" << t._sec << endl;
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Time& t)//流提取
{
in >> t._hour >> t._min >> t._sec;
return in;
}
int main()
{
Time a;
cin >> a;
cout << a;
return 0;
}
四.不能进行重载的运算符
在C++中有几种运算符不能进行重载
| .* | 任意字符出现零次或多次 |
| :: | 域作用符 |
| sizeof | 大小 |
| ? : | 三目运算符 |
| . | 点运算符 |
- “优良设计创造价值的速度，快于其增加成本的速度。”——托马斯·C.盖勒（Thomas C.Gale）
如有错误，敬请斧正