C++運算符重載(通俗易懂)

運算符重載，就是對已有的運算符重新進行定義，賦予其另一種功能，以適應不同的數據類型。

你可以重定義或重載大部分 C++ 內置的運算符。例如 + 、 - 、 * 、 / 、

++、–、>>、<<等，這樣，你就能使用自定義類型的運算符。

運算符重載的基本格式

重載的運算符是帶有特殊名稱的函數，函數名是由關鍵字 operator 和

其後要重載的運算符符號構成的。與其他函數一樣，重載運算符有一個

返回類型和一個參數列表。

Point operator+(const Point &);

運算符重載有兩種方式：一種是類內重載（運算符重載函數作爲類的成員函數），另一種是類外重載（運算符重載函數作爲類的友元函數）

類內重載

#include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
    Point(){};
    Point (int x, int y): x(x),y(y) {};
    Point operator+(const Point &a){ //類內重載，運算符重載函數作爲類的成員函數
        Point ret;
        ret.x = this->x + a.x;
        ret.y = this->y + a.y;
        return ret;
    }
    int x,y;
};

int main() {
    Point a(2,4),b(5,3);
    Point c = a + b;
	cout<< "x :" << c.x << endl;
    cout<<"y :" << c.y << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

x : 7

y: 7

運算符重載是類內重載時，運算符重載函數作爲類的成員函數，以上述代碼爲例 a + b 相當於 a 對象調用+方法並且傳入參數時 b 對象

類外重載

#include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
    Point(){};
    Point (int x, int y): x(x),y(y) {};
    friend Point operator+(const Point &, const Point &);
    int x,y;
};

Point operator+(const Point &a,const Point &b){//類外重載,運算符重載函數作爲類的友元函數
    Point ret;
    ret.x = a.x + b.x;
    ret.y = a.y + b.y;
    return ret;
}

int main() {
     Point a(2,4),b(5,3);
    Point c = a + b;
	cout<< "x :" << c.x << endl;
    cout<<"y :" << c.y << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生和上面一樣的結果

各種運算符重載實例

下面將進行各種運算符重載實例的代碼演示，演示幾種基本的運算符重載。

插入運算符重載>> and 提取運算符重載<<

以提取運算符重載<<爲例，cout 是 ostream類的對象。ostream 類和 cout 都是在頭文件 <iostream>中聲明的。ostream 類將<<重載爲成員函數。

下面我們重載<<使用cout輸出a對象

#include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
    Point(){};
    Point (int x, int y): x(x),y(y) {};
    friend Point operator+(const Point &, const Point &);
    friend ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a);
private:
    int x,y;
};

Point operator+(const Point &a,const Point &b){
    Point ret;
    ret.x = a.x + b.x;
    ret.y = a.y + b.y;
    return ret;
}

ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a){
    out << "< Point>( " << a.x << ", " << a.y << ")";
    return out;
}

int main() {
    Point a(2,4),b(5,3);
    Point c = a + b;
    cout << c<< endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

< Point>( 7, 7)

注意：重載<<時，是類外重載，習慣上人們是使用cin>> 和 cout<< 的，得使用友元函數來重載運算符，如果使用成員函數來重載會出現 c<<cout; 這種不自然的代碼。

另外應該會有人對ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a)函數感到疑惑，首先在重載<<時，返回值類型是ostream&, 第一個參數也是ostream&。也就是說，表達式cout<<c的返回值仍是 cout，所以cout<<c<<endl;才能成立

前置運算符重載++ and 後置運算符重載++

 #include <iostream>
using namespace std;

class Point{
public:
    Point(){};
    Point (int x, int y): x(x),y(y) {};
    friend Point operator+(const Point &, const Point &);
    friend ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a);
    Point& operator++(){ //前置運算符，需要引用返回，不需要參數。返回自增後的值，且返回的是一個左值 
        x++;
        y++;
        return *this;
    }

    const Point operator++(int){//後置++，不需要引用返回，需要參數區分。返回自增前的值，且返回的是一個右值
        Point temp(x,y);
        x++;
        y++;
        return temp;
    }
private:
    int x,y;
};

Point operator+(const Point &a,const Point &b){
    Point ret;
    ret.x = a.x + b.x;
    ret.y = a.y + b.y;
    return ret;
}

ostream &operator<<(ostream &out , const Point &a){
    out << "<Point>(" << a.x << " , " << a.y << ")";
    return out;
}


int main() {
    Point a(2,4),b(5,3);
    Point c = a + b;
    cout << c << endl;
    c++;
    cout << c << endl;
    ++c;
    cout << c << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

< Point>(7 , 7)
< Point>(8 , 8)
< Point>(9 , 9)

1>爲區別前置和後置運算符，需要在後置運算符重載函數中加參數“int”，雖然這個類型在此除了以示區別之外並不代表任何實際含義；

2>前置返回的是變量的引用，後置返回的是常量。所以++++c合法，而c++++不合法;

3>爲什麼不讓c++++也合法呢？如果要實現c++++合法，必須使後置返回變量或變量的引用。c++是先返回c值再+1，所以不可能返回c，那就只能先建立局部變量來保存c的初值，然後再返回局部變量（局部變量不允許返回引用），但返回了局部變量之後，如果再連着進行下一次++運算，參與運算的就是這個局部變量的值了，所以此時c++++其實等效與c++，也就沒有存在的意義了。