【C++】运算符重载 ② ( 类内部定义云算符重载 - 成员函数 | 类外部定义运算符重载 - 全局函数 | 可重载的运算符 )

一、运算符重载本质

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运算符重载的本质是 " 函数调用 " ;

当使用 + 将 $2$ 个对象相加时 , C++ 编译器会查找是否有定义运算符重载函数 ;

	// 自定义类型相加
	Student s1(10, 120), s2(18, 170);
	Student s3, s4, s5;

	// 运算符重载
	s5 = s1 + s2;

如果找到了 运算符重载 函数 , 就会执行该函数的内容 , 将 $2$ 个对象执行加法操作 , 如果没有找到 运算符重载 函数 , 就会报错 ;

报错信息如下 :

error C2676: 二进制“+”:“Student”不定义该运算符或到预定义运算符可接收的类型的转换
1>已完成生成项目“HelloWorld.vcxproj”的操作 - 失败。

二、运算符重载语法 - 类内部定义云算符重载 ( 成员函数 )

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1、运算符重载函数语法说明

C++ 中允许重新定义运算符的行为 , 如常用的加减成熟运算符 , 都可以进行重载操作 ; 可以自定义运算符的操作 ;

类内部定义云算符重载 , 格式为 “返回值类型 ( 类名称 ) operator运算符符号 ( const 参数类型名称& 参数变量名称 ) { 方法内容 }” , 参数的类型是引用类型 ;

加法运算符重载 , 对 “+” 号运算符进行重载 , 其作用是让两个 Operator 的 number 成员变量相加 , 然后返回一个新的 Operator 对象 , 其 number 成员变量值是两个 Operator 的 number 成员变量值之和 ;

//运算符重载 , "+" 号运算符进行重载 , 
//其作用是让两个 Operator 的 number 成员变量相加
//运算符重载的本质是按照一定格式定义一个方法
//这个定义的方法中包含运算符 , 除运算符之外的其它符号可以省略简写
public:
	Operator operator+(const Operator& o1) {
		//+ 运算符的作用是 两个 Operator 对象, 进行操作得到第三个 Operator 对象
		//第三个 Operator 对象的 number 变量 , 是前两个 Operator 对象之和
		Operator o2;
		o2.number = this->number + o1.number;
		return o2;
	}

运算符重载本质 , 其本质是定义一个方法 , 该方法有固定的格式去定义 , 调用该方法的时候 , 可以使用函数形式调用 , 也可以使用运算符进行运算 , 其 本质还是类的函数调用 ;

2、运算符重载函数调用

重载运算符完整调用 , 即调用上面定义的整个 operator+ 方法 , 这是采用正式的的函数调用方式 ;

	//这是运算符重载的完整写法 , 
	//其中的 .operator 和之后的 () 可以省略变成下面的简化写法
	Operator o3 = o1.operator+(o2);
	//打印 o3 中的 number 变量值
	cout << "内部定义的运算符重载完整写法结果 : " << o3.number << endl;

运算符重载简化调用 ( 推荐 ) , 这种调用就是运算符运算 , 写法就是 “对象1 运算符 对象2” 结果得到的是 对象3 ; 这种调用方法与上面的区别是省略了调用时的 .operator 和参数外面的括号 () ;

	//+ 是在 Operator 类中自定义的运算符重载 
	//其作用是返回一个对象 , 其number成员变量值是 o1 和 o2 中number成员变量之和
	Operator o4 = o1 + o2;
	//打印 o3 中的 number 变量值
	cout << "内部定义的运算符重载简化写法结果 : " << o4.number << endl;

3、代码示例 - 运算符重载函数调用

运算符重载调用完整代码 :

	//运算符重载
	//注意这里的 Operator 对象 o1 和 o2 都在栈内存中
	Operator o1;
	o1.number = 80;

	Operator o2;
	o2.number = 10;

	//运算符重载完整写法

	//这是运算符重载的完整写法 , 
	//其中的 .operator 和之后的 () 可以省略变成下面的简化写法
	Operator o3 = o1.operator+(o2);
	//打印 o3 中的 number 变量值
	cout << "内部定义的运算符重载完整写法结果 : " << o3.number << endl;

	//运算符重载简化写法

	//+ 是在 Operator 类中自定义的运算符重载 
	//其作用是返回一个对象 , 其number成员变量值是 o1 和 o2 中number成员变量之和
	Operator o4 = o1 + o2;
	//打印 o3 中的 number 变量值
	cout << "内部定义的运算符重载简化写法结果 : " << o4.number << endl;

代码执行结果 :

内部定义的运算符重载完整写法结果 : 90
内部定义的运算符重载简化写法结果 : 90

三、运算符重载语法 - 类外部定义运算符重载 ( 全局函数 )

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1、运算符重载函数语法说明

类外部定义运算符重载 , 运算符重载也可以定义在类的外部 , 可以是任意包含类头文件的代码中 , 其定义方式与定义在类的内部对比 , 只有参数是有区别的 , 在类外部定义 , 其中需要两个参数 , 分别代表运算符运算的两个参数 ;

乘法运算符重载 , 对 “*” 号运算符进行重载 , 其作用是让两个 Operator 的 number 成员变量相乘 , 然后返回一个新的 Operator 对象 , 其 number 成员变量值是两个 Operator 的 number 成员变量值之积 ;

//类外部定义云算符重载
//	使用该重载云算符时 , 将两个对象相乘 , 获得的第三个对象 , 
//	该对象的 number 成员变量值 , 是 前两个对象的 number 对象的乘积 
Operator operator*(const Operator& o1, const Operator& o2) {
	//+ 运算符的作用是 两个 Operator 对象, 进行操作得到第三个 Operator 对象
	//第三个 Operator 对象的 number 变量 , 是前两个 Operator 对象之和
	Operator o3;
	o3.number = o1.number * o2.number;
	return o3;
}

2、运算符重载函数调用

已重载的运算符调用 , 可以直接调用运算符重载的 operator*() 方法 , 也可以直接使用运算符 , o1 * o2 ;

	//运算符重载
	//注意这里的 Operator 对象 o1 和 o2 都在栈内存中
	Operator o1;
	o1.number = 80;

	Operator o2;
	o2.number = 10;

	//这是运算符重载的完整写法 , 
	//其中的 .operator 和之后的 () 可以省略变成下面的简化写法
	Operator o5 = operator*(o1, o2);
	//打印 o5 中的 number 变量值
	cout << "外部定义的运算符重载完整写法结果 : " << o5.number << endl;

	//运算符重载简化写法

	//+ 是在 Operator 类中自定义的运算符重载 
	//其作用是返回一个对象 , 其number成员变量值是 o1 和 o2 中number成员变量之积
	Operator o6 = o1 * o2;
	//打印 o6 中的 number 变量值
	cout << "外部定义的运算符重载简化写法结果 : " << o6.number << endl;

代码执行结果

外部定义的运算符重载完整写法结果 : 800
外部定义的运算符重载简化写法结果 : 800

四、可重载的运算符

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这里列举一下可重载的运算符

运算符的类型	列举该类型下的所有可重载的运算符
比较运算符 ( 双目运算符 )	== (等于) , != (不等于) , < (小于) , > (大于 ) , <= ( 小于等于 ) , >= ( 大于等于 )
逻辑运算符 ( 双目运算符 )	&& ( 与 ) , || ( 或 ) , ! ( 非 )
数值计算运算符 ( 双目运算符 )	+ ( 加 ) , - ( 减 ) , * ( 乘 ) , / ( 除 )
位运算符 ( 双目运算符 )	| ( 按位或运算 ) , & ( 按位与运算 ) , ~ ( 按位取反运算 ) , ^ ( 按位异或运算 ) , << ( 左移运算 ) , >> ( 右移运算 )
赋值运算符 ( 双目运算符 )	= ( 等于 ) , += ( 加等于 ) , -= ( 减等于 ) , *= ( 乘等于 ) , /= ( 除等于 ) , % = ( 模等于 ) , &= ( 按位与等于 ) , |= ( 按位或等于 ) , ^= ( 按位异或等于 ) , <<= ( 左移等于 ) , >>= ( 右移等于 )
单目运算符	+ ( 正数符号 ) , - ( 负数符号 ) , * ( 指针类型 ) , & ( 取地址符 ) , ++ ( 自增运算符 ) , – ( 自减运算符 )
内存申请释放运算符	new ( 新建对象 ) , new[] ( 新建数组对象 ) , delete ( 释放对象 ) , delete[] ( 释放数组对象 )
函数调用运算符	()
成员访问运算符	->
下标运算符	[]
逗号运算符	,