运算符重载函数operator的简单用法与常用案例

目录

一、operator重载运算符的介绍

二、案例

1、重载+号，返回值类型的使用

2、重载<(小于号)，定义结构体排序规则

3、重载<(小于号)map，set等容器自带排序规则 

---

一、operator重载运算符的介绍

<返回类型说明符> operator <运算符符号>(<参数表>) { <函数体> }

示例: 给node结构体重载小于号(首先比较x，如果x相同比较y)

struct node{
    int x, y;
    bool operator <(const node &a) const {  
        if (x != a.x) return x < a.x;  
        return y < a.y;  
    }
};

• bool: 这是函数的返回类型。operator< 是一个比较运算符，通常用于比较两个对象并返回一个布尔值（true 或 false）来表示第一个对象是否小于第二个对象。

• operator<: 这是重载的比较运算符。在C++中，你可以为自定义类型重载运算符，以便它们可以像内置类型一样使用。在这个例子中，我们重载了 < 运算符，以便可以比较两个 node 对象。

• const node &a 

1. const：表示这个引用指向的对象在函数内部不会被修改。

2. node：这是参数的类型，即我们正在比较的另一个 node 对象。

3. &：表示这是一个引用，而不是一个值拷贝，可以避免不必要的对象拷贝，提高性能。

4. a：这是参数的名称，在函数体内部，可以通过 a 来访问传入的 node 对象。

• 第二个 const: 它表明这个函数是一个常量成员函数。这意味着它可以在常量对象上调用，因为调用这个函数不会改变对象的状态。如果没有这个尾随的 const，那么以下代码将会导致编译错误：

• const node n1{1, 2};  
  const node n2{2, 3};  
    if (n1 < n2) { // Error if operator< is not const  
      // ...  
  }
  // 因为 n1 是一个常量对象，所以你不能调用一个非 const 成员函数

二、案例

1、重载+号，返回值类型的使用

1. 结构体间相加得到结构体

#include
using namespace std;
const int N = 1000010;
struct node{
	int x, y;
    //返回值int 
	int operator +(const node &e)const {
        // 返回结果, 这里的+号为int间的+号，也就是普通的+号
		return e.x + x + e.y + y; 
	}
}f[N]; 
int main()
{
	f[1].x = 2, f[1].y = 10;
	f[2].x = 3, f[2].y = 11;
    // node之间的+以重载，返回值int
    int res = f[1] + f[2];
	cout << res <

输出结果: 26 

解释: 相加的结果类型为填写+返回值的类型也就是int，相加规则：2+3+10+11

 2. 结构体间相加得到整型(int)

#include
using namespace std;
const int N = 1000010;
struct node{
	int x, y;
    //返回值node
	node operator +(const node &e) const{
		return {e.x + x, e.y + y}; 
	}
}f[N]; 
int main()
{
	f[1].x = 2, f[1].y = 10;
	f[2].x = 3, f[2].y = 11;
    // +返回值node(结构体) 类型
	f[3] = f[1] + f[2];
	cout << f[3].x << " " << f[3].y<

输出结果：5  21

解释: （2+3)（10+11)

2、重载<(小于号)，定义结构体排序规则

结构体的排序，就是用<来进行比较大小。因此只要重载运算符<即可自定义排序规则。

1. 按x从大到小排序，x相同时按y从小到大排序 

运算符重载实现

#include
using namespace std;
const int N = 1000010;
struct node{
	int x, y;
    //用于比较大小返回值bool
	bool operator < (const node &e) const{
		if(e.x != x) return x > e.x;
		return y < e.y;
	}
}f[N]; 
int main()
{
	srand(time(0));
	cout << "排序前： " << endl; 
	for(int i = 1; i <= 5; i++)
	{
        // 生成0-9随机数
		f[i].x = rand() % 10; f[i].y = i;
		cout << f[i].x << " " << f[i].y << endl;
	}
    // 排序下标从1开始到5
	sort(f + 1, f + 1 + 5);
	cout << "排序后: "<

排序前：
5 1
4 2
4 3
0 4
7 5
排序后:
7 5
5 1
4 2
4 3
0 4

sort传入比较函数cmp实现

#include
using namespace std;
const int N = 1000010;
struct node{
	int x, y;
}f[N]; 
bool cmp(node a, node b){
	if(a.x != b.x) return a.x > b.x;
	return a.y > b.y;
}
int main()
{
	srand(time(0));
	cout << "排序前： " << endl; 
	for(int i = 1; i <= 5; i++)
	{
        // 生成0-9随机数
		f[i].x = rand() % 10; f[i].y = i;
		cout << f[i].x << " " << f[i].y << endl;
	}
	sort(f + 1, f + 1 + 5, cmp);
	cout << "排序后: "<

排序前：
9 1
8 2
2 3
9 4
5 5
排序后:
9 4
9 1
8 2
5 5
2 3

3、重载<(小于号)map，set等容器自带排序规则 

map容器中默认排序规则是按照键的大小从小到达排序，如果键值类型为字符串那么是按字符串字典序从小到大排序，那么键值类型为自己定义的结构体呢？答案是会报错，因为直接无法比较两个结构大小，这时就要自己定义了。

1. 定义比较方式即重载<，使map能按照此方式比较结构体大小

#include
using namespace std;
struct node{
	int x, y;
	bool operator<(const node &a) const {  
	    if (x != a.x) return x < a.x;  
	    return y < a.y;  
	}
}; 
int main()
{
	map mp;
	mp[{3, 1}] = 1;  mp[{2, 3}] = 2;
	mp[{3, 2}] = 3; mp[{4, 3}] = 4;
	mp[{1, 3}] = 5;
	map::iterator it = mp.begin();
	while(it != mp.end())
	{
		cout << (*it).first.x << " " << (*it).first.y << endl;
		it ++;
	}
	return 0;
 }

输出结果:

1 3
2 3
3 1
3 2
4 3

优先队列priority_queue也叫堆，set等等同样如此 

这里补充一个pair (int类型可以更改)函数，其中自带重载的小于号，按first值从小到大，first值相同按second值从小到大，算法竞赛常用hh