2021SC@SDUSC

C++中预定义的运算符的操作对象只能是基本数据类型：整型、实型、字符型、逻辑型等等，且不能用于对象的运算。但实际上，对于许多用户自定义类型（例如类），也需要类似的运算操作。这时就必须在C++中重新定义这些运算符，赋予已有运算符新的功能，使它能够用于特定类型执行特定的操作。运算符重载的实质是函数重载，它提供了C++的可扩展性，也是C++最吸引人的特性之一。例如数学中的复数的加减法，complex_a 和 complex_b 是两个复数对象，求两个复数的和，希望的能直接写成：complex_a + complex_b，这时我们就需要对 + 号运算符进行重载。

可以重定义或重载大部分 C++ 内置的运算符。这样，就能使用自定义类型的运算符。重载的运算符是带有特殊名称的函数，函数名是由关键字 operator 和其后要重载的运算符符号构成的。与其他函数一样，重载运算符有一个返回类型和一个参数列表。

运算符重载是通过创建运算符函数实现的，运算符函数定义了重载的运算符将要进行的操作。运算符函数的定义与其他函数的定义类似，惟一的区别是运算符函数的函数名是由关键字operator和其后要重载的运算符符号构成的。可以重载的运算符：

双目算术运算符	+ (加)，-(减)，*(乘)，/(除)，% (取模)
关系运算符	==(等于)，!= (不等于)，< (小于)，> (大于)，<=(小于等于)，>=(大于等于)
逻辑运算符	||(逻辑或)，&&(逻辑与)，!(逻辑非)
单目运算符	+ (正)，-(负)，*(指针)，&(取地址)
自增自减运算符	++(自增)，--(自减)
位运算符	| (按位或)，& (按位与)，~(按位取反)，^(按位异或),，<< (左移)，>>(右移)
赋值运算符	=, +=, -=, *=, /= , % = , &=, |=, ^=, <<=, >>=
空间申请与释放	new, delete, new[ ] , delete[]
其他运算符	()(函数调用)，->(成员访问)，,(逗号)，[](下标)

运算符函数重载一般有两种形式：重载为类的成员函数和重载为类的非成员函数。非成员函数通常是友元。（可以把一个运算符作为一个非成员、非友元函数重载。但是，这样的运算符函数访问类的私有和保护成员时，必须使用类的公有接口中提供的设置数据和读取数据的函数，调用这些函数时会降低性能。可以内联这些函数以提高性能。）

1） 成员函数运算符

　运算符重载为类的成员函数的一般格式为：

    <函数类型> operator <运算符>(<参数表>)

    {

     <函数体>

    }

　当运算符重载为类的成员函数时，函数的参数个数比原来的操作数要少一个（后置单目运算符除外），这是因为成员函数用this指针隐式地访问了类的一个对象，它充当了运算符函数最左边的操作数。因此：

(1) 双目运算符重载为类的成员函数时，函数只显式说明一个参数，该形参是运算符的右操作数。

(2) 前置单目运算符重载为类的成员函数时，不需要显式说明参数，即函数没有形参。

(3) 后置单目运算符重载为类的成员函数时，函数要带有一个整型形参。

    调用成员函数运算符的格式如下：

    <对象名>.operator <运算符>(<参数>)

    它等价于

    <对象名><运算符><参数>

 例如：a+b等价于a.operator +(b)。一般情况下，我们采用运算符的习惯表达方式。

#include <iostream>using namespace std;class X{int i;public:X(int ii=0){i=ii;}X operator   +(const X &rx){i+=rx.i;return X(i);}int GetI(){return i;}};int main(){X a(1),b(3);cout<<(a+b).GetI()<<endl;return 0;}

2） 友元函数运算符

　运算符重载为类的友元函数的一般格式为：

    friend <函数类型> operator <运算符>(<参数表>)

   {

     <函数体>

    }

当运算符重载为类的友元函数时，由于没有隐含的this指针，因此操作数的个数没有变化，所有的操作数都必须通过函数的形参进行传递，函数的参数与操作数自左至右一一对应。

　调用友元函数运算符的格式如下：

    operator <运算符>(<参数1>,<参数2>)

    它等价于

    <参数1><运算符><参数2>

    例如：a+b等价于operator +(a,b)。

#include <iostream>using namespace std;class Complex{public:Complex(double r=0.0,double i=0.0){real=r;image=i;}friend Complex operator+(const Complex&,const Complex&);void display();private:double real;double image;};Complex operator+(const Complex &c1,const Complex &c2){return Complex(c1.real+c2.real,c1.image+c2.image);}void Complex::display(){cout<<"("<<real<<","<<image<<"i)"<<endl;}int main(){Complex c1(3,4),c2(5,-10),c3;c3=c1+c2;cout<<"c1=";c1.display();cout<<"c2=";c2.display();cout<<"c1+c2=";c3.display();return 0;}