所谓重载,就是重新赋予新的含义。函数重载就是对一个已有的函数赋予新的含义,使之实现新功能。运算符也可以重载运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义
必要性
C++中预定义的运算符其运算对象只能是基本数据类型,而不适用于用户自定义类型(如类)
(一) C++不允许用户自己定义新的运算符,只能对已有的C++运算符进行重载。
(二) C++允许重载的运算符C++中绝大部分的运算符允许重载.不能重载的运算符只有5个:
(1) 成员访问运算符.
(2) 作用域运算符∷
(3) 条件运算符?:
(4) 成员指针运算符*
(5) 编译预处理命令的开始符号#
(三) 重载不能改变运算符运算对象(即操作数)的个数。
(四) 重载不能改变运算符的优先级别。
(五) 重载运算符的函数不能有默认的参数,否则就改变了运算符参数的个数,与前面第(3)点矛盾。
(六) 重载的运算符必须和用户定义的自定义类型的对象一起使用,其参数至少应有一个是类对象(或类对象的引用)。也就是说,参数不能全部是C++的标准类型,以防止用户修改用于标准类型数据的运算符的性质。
(七) 用于类对象的运算符一般必须重载,但有两个例外,运算符“=”和“&”不必用户重载。
① 赋值运算符(=)可以用于每一个类对象,可以利用它在同类对象之间相互赋值。
② 地址运算符&也不必重载,它能返回类对象在内存中的起始地址。
总之,当C++语言原有的一个运算符被重载之后,它原先所具有的语义并没有消失,只相当于针对一个特定的类定义了一个新的运算符。
运算符重载可以使用成员函数和友元函数两种形式。可以参考以下的经验:
(1)只能使用成员函数重载的运算符有:=、()、[]、->、new、delete。
(2)单目运算符最好重载为成员函数。
(3) 对于复合的赋值运算符如+=、-=、*=、/=、&=、!=、~=、%=、>>=、<<=建议重载为成员函数。
(4) 对于其它运算符,建议重载为友元函数。
运算符重载的方法是定义一个重载运算符的函数,在需要执行被重载的运算符时,系统就自动调用该函数,以实现相应的运算。也就是说,运算符重载是通过定义函数实现的。运算符重载实质上是函数的重载。
重载运算符的函数一般格式如下:
函数类型 operator 运算符名称 (形参表列)
{
对运算符的重载处理
}
重载为类成员函数时参数个数=原操作数个数-1
(后置++、--除外)
重载为友元函数时 参数个数=原操作数个数,且至少应该有一个自定义类型的形参。
将“+”、“-”运算重载为复数类的成员函数。
规则:
实部和虚部分别相加减。
操作数:
两个操作数都是复数类的对象。
#include "StdAfx.h" #include<iostream> using namespace std; class complex //复数类声明 { public: //外部接口 complex(double r=0.0,double i=0.0) { real=r; imag=i; } //构造函数 complex operator + (complex c2); //+重载为成员函数 complex operator - (complex c2); //-重载为成员函数 void display(); //输出显示复数 private: //私有数据成员 double real; //复数实部 double imag; //复数虚部 }; complex complex::operator +(complex c2) //重载函数实现 { complex c; c.real=real+c2.real; c.imag=imag+c2.imag; return complex(c.real,c.imag); } complex complex::operator -(complex c2) //重载函数实现 { complex c; c.real=real-c2.real; c.imag=imag-c2.imag; return complex(c.real,c.imag); } void complex::display() { cout<<"("<<real<<","<<imag<<"i"<<")"<<endl; } void main() //主函数 { complex c1(5,4),c2(2,10),c3; //声明复数类的对象 cout<<"c1="; c1.display(); cout<<"c2="; c2.display(); c3=c1-c2; //使用重载运算符完成复数减法 cout<<"c3=c1-c2=";c3.display(); c3=c1+c2; //使用重载运算符完成复数加法 cout<<"c3=c1+c2=";c3.display(); system("pause"); }
程序输出的结果为:
c1=(5,4i) c2=(2,10i) c3=c1-c2=(3,-6i) c3=c1+c2=(7,14i)
“+” ,”-”是双目运算符,为什么在程序中的重载函数中只有一个参数呢?
实际上,运算符重载函数有两个参数,由于重载函数是Complex类中的成员函数,有一个参数是隐含的,运算符函数是用this指针隐式地访问类对象的成员。
可以看到,重载函数operator+访问了两个对象中的成员,一个是this指针指向的对象中的成员,一个是形参对象中的成员。如this->real+c2.real,this->real就是c1.real。
在将运算符函数重载为成员函数后,如果出现含该运算符的表达式,如c1+c2,编译系统把它解释为c1.operator+(c2)
即通过对象c1调用运算符重载函数,并以表达式中第二个参数(运算符右侧的类对象c2)作为函数实参。运算符重载函数的返回值是Complex类型,返回值是复数c1和c2之和(Complex(c1.real + c2.real,c1.imag+c2.imag))。
最后再罗列一个简单的运算符重载的例子:
#include "StdAfx.h" #include <iostream> using namespace std; class Lyhdian { double X; double Y; public: Lyhdian(double,double); Lyhdian operator +(Lyhdian& a1); Lyhdian operator -(Lyhdian& a1); void show(); }; Lyhdian::Lyhdian(double a,double b)//构造函数 { X=a; Y=b; } Lyhdian Lyhdian::operator +(Lyhdian& a1) { double c=X+a1.X; double d=Y+a1.Y; Lyhdian result(c,d); return result; } Lyhdian Lyhdian::operator -(Lyhdian& a1) { double c=X-a1.X; double d=Y-a1.Y; Lyhdian result(c,d); return result; } void Lyhdian::show() { cout<<"点的坐标为:"<<endl; cout<<"("<<X<<","<<Y<<")"<<endl; } void main() { double X; double Y; Lyhdian cc(0,0); cout<<"请输入一点的坐标:"<<endl; cin>>X>>Y; Lyhdian aa(X,Y); cout<<"请输入另一点的坐标:"<<endl; cin>>X>>Y; Lyhdian bb(X,Y); cout<<"两点进行加运算:"<<endl; cc=aa+bb; cc.show(); cout<<"两点进行减运算:"<<endl; cc=aa-bb; cc.show(); system("pause"); }