【C++】运算符重载 ① ( 运算符重载简介 | 运算符重载推衍 | 普通类型数据相加 | 对象类型数据相加 - 普通函数实现 / 运算符重载实现 | 运算符重载调用 - 函数名调用 / 运算符调 )

一、运算符重载简介

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1、运算符重载引入

$2$ 个 int 类型的 基础类型 变量 , 相加 , 就是两个数值相加 ;

int x = 10, y = 20;
int z = x + y;

如果是 $2$ 个 类 对象 相加 , 那么相加的结果是什么 ?

• 如果没有进行运算符重载 , $2$ 个类对象相加 , 直接报错 ;

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

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。

这是因为没有对 自定义类 的 " + " 运算符 , 进行 " 运算符重载 " , 直接使用加法操作 , 会报错 ;

这里就需要为 类 设置 " 运算符重载 " , 才能进行类的相加操作 , 具体相加的结果 , 需要通过 重载的运算符函数的操作决定 ;

2、运算符重载简介

运算符重载 , 可以使 用户自定义数据 , 以 更简洁的方式 运作 ;

运算符重载 是 C++ 语言中的 一种特殊的语言特性 , 运算符重载 机制允许 开发者 为自定义类型 重新定义 运算符 的行为 ;

通过运算符重载 , 可以使 自定义类型 以 更自然 和 直观 的方式与 内置类型 进行交互 ;

要重载一个 运算符 , 需要在 类中 声明一个 成员函数 或 非成员函数 , 并使用 operator 关键字 修饰 要重载的 运算符函数 , 这个函数的 参数 和 返回类型 决定了运算符的行为 ;

二、运算符重载推衍

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1、普通类型数据相加

基础数据类型相加 , 如 : int 类型 ;

可以直接计算 , 获得结果 ;

	// 基础数据类型相加
	int x = 10, y = 20;
	int z = x + y;
	// 打印计算结果
	cout << "z = " << z << endl;

2、对象类型数据相加

以下面的 Student 对象为例 ;

class Student
{
public:
	// 带参构造函数 , 为参数设置默认值
	Student(int age = 1, int height = 1)
	{
		this->age = age;
		this->height = height;
		cout << "执行 Student 的构造函数" << endl;
	}

	~Student()
	{
		cout << "执行 Student 的析构函数" << endl;
	}

public:
	// 打印类数据
	void print()
	{
		cout << "age = " << age << " , height = " << height << endl;
	};

public:
	int age;		// 年龄
	int height;		// 身高
};

$2$ 个 Student 对象不能直接相加 ,

	Student s1(10, 120), s2(18, 170);
	Student s3;
	s3 = s1 + s2;

强行进行加法计算 , 会报如下错误 , 只能在一个函数中实现对象相加的计算逻辑 ;

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。

3、对象类型数据相加 - 普通函数实现

定义 addStudent 全局函数 , 接收 $2$ 个 Student 类型对象 ;

在上述全局函数中 , 实现 $2$ 个 Student 对象相加 ;

将其 age 和 height 成员分别相加即可 ;

// 使用普通方法实现两个 Student 对象相加
Student addStudent(Student& s1, Student& s2)
{
	Student s(s1.age + s2.age, s1.height + s2.height);
	return s;
}

调用时 , 将 $2$ 个 Student 类型对象传入 addStudent 函数 , 即可完成 对象相加操作 ;

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

4、对象类型数据相加 - 函数名修改为 operator+

将上述 addStudent 函数的 函数名修改为 operator+ , 就变成了 运算符重载 ;

// 使用 运算符重载 实现两个 Student 对象相加
Student operator+(Student& s1, Student& s2)
{
	Student s(s1.age + s2.age, s1.height + s2.height);
	return s;
}

使用 operator+ 调用运算符重载函数

operator+ 函数 , 可以直接使用 函数的方式调用 ,

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

	// 全局函数实现对象相加
	s3 = addStudent(s1, s2);

	// 运算符重载实现对象相加
	s4 = operator+(s1, s2);

使用 + 运算符 调用运算符重载函数

直接使用 + 运算符调用 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;

	// 全局函数实现对象相加
	s3 = addStudent(s1, s2);

	// 运算符重载实现对象相加
	s4 = operator+(s1, s2);

	// 运算符重载
	s5 = s1 + s2;

三、完整代码示例

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代码示例 :

#include "iostream"
using namespace std;

class Student
{
public:
	// 带参构造函数 , 为参数设置默认值
	Student(int age = 1, int height = 1)
	{
		this->age = age;
		this->height = height;
	}

public:
	// 打印类数据
	void print()
	{
		cout << "age = " << age << " , height = " << height << endl;
	};

public:
	int age;		// 年龄
	int height;		// 身高
};

// 使用普通方法实现两个 Student 对象相加
Student addStudent(Student& s1, Student& s2)
{
	Student s(s1.age + s2.age, s1.height + s2.height);
	return s;
}

// 使用 运算符重载 实现两个 Student 对象相加
Student operator+(Student& s1, Student& s2)
{
	Student s(s1.age + s2.age, s1.height + s2.height);
	return s;
}

int main() {
	// 基础数据类型相加
	int x = 10, y = 20;
	int z = x + y;
	// 打印计算结果
	cout << "z = " << z << endl;

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

	// 全局函数实现对象相加
	s3 = addStudent(s1, s2);

	// 运算符重载实现对象相加
	s4 = operator+(s1, s2);

	// 运算符重载
	s5 = s1 + s2;

	s3.print();

    // 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    system("pause");

    return 0;
}

执行结果 :

z = 30
age = 28 , height = 290
age = 28 , height = 290
age = 28 , height = 290
请按任意键继续. . .