C++超詳細講解操作符的過載

2022-06-01 14:06:13

一、需要解決的問題

下面的複數解決方案是否可行？

下面看一下複數的加法操作：

#include <stdio.h>
class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    int getA()
    {
        return a;
    }
    int getB()
    {
        return b;
    }
    friend Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2);
};
Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    return ret;
}
int main()
{
    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = Add(c1, c2); // c1 + c2
    printf("c3.a = %d, c3.b = %dn", c3.getA(), c3.getB());
    return 0;
}

輸出結果如下：

思考

Add 函數可以解決 Complex 物件相加的問題，但是 Complex 是現實世界中確實存在的複數，並且複數在數學中的地位和普通的實數相同。

為什麼不能讓＋操作符也支援複數相加呢？這個就涉及到操作符的過載。

二、操作符過載

C++ 中的過載能夠擴充套件操作符的功能

操作符的過載以函數的方式進行

本質

用特殊形式的函數擴充套件操作符的功能

通過 operator 關鍵字可以定義特殊的函數
operator 的本質是通過函數過載操作符

語法

下面來初探一下操作符過載：

#include <stdio.h>
class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    int getA()
    {
        return a;
    }
    int getB()
    {
        return b;
    }
    friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
};
Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    return ret;
}
int main()
{
    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = c1 + c2; // operator + (c1, c2)
    printf("c3.a = %d, c3.b = %dn", c3.getA(), c3.getB());
    return 0;
}

輸出結果如下：

可以將操作符過載函數定義為類的成員函數

比全域性操作符過載函數少—個引數（左運算元)
不需要依賴友元就可以完成操作符過載
編譯器優先在成員函數中尋找操作符過載函數

下面來實現在成員函數中過載操作符：

#include <stdio.h>
class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    int getA()
    {
        return a;
    }
    int getB()
    {
        return b;
    }
    Complex operator + (const Complex& p)
    {
        Complex ret;
        printf("Complex operator + (const Complex& p)n");
        ret.a = this->a + p.a;
        ret.b = this->b + p.b;
        return ret;
    }
    friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
};
Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    printf("Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)n");
    ret.a = p1.a + p2.a;
    ret.b = p1.b + p2.b;
    return ret;
}
int main()
{
    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = c1 + c2; // c1.operator + (c2)
    printf("c3.a = %d, c3.b = %dn", c3.getA(), c3.getB());
    return 0;
}

輸出結果如下：

這個說明編譯器優先在成員函數中尋找操作符過載函數

故上述程式碼可以直接寫成：

#include <stdio.h>
class Complex 
{
    int a;
    int b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0)
    {
        this->a = a;
        this->b = b;
    }
    int getA()
    {
        return a;
    }
    int getB()
    {
        return b;
    }
    Complex operator + (const Complex& p)
    {
        Complex ret;
        ret.a = this->a + p.a;
        ret.b = this->b + p.b;
        return ret;
    }
};
int main()
{
    Complex c1(1, 2);
    Complex c2(3, 4);
    Complex c3 = c1 + c2; // c1.operator + (c2)
    printf("c3.a = %d, c3.b = %dn", c3.getA(), c3.getB());
    return 0;
}

三、小結

操作符過載是 C++ 的強大特性之一
操作符過載的本質是通過函數擴充套件操作符的功能
operator 關鍵字是實現操作符過載的關鍵
操作符過載遵循相同的函數過載規則
全域性函數和成員函數都可以實現對操作符的過載

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C++超詳細講解操作符的過載

目錄

一、需要解決的問題

二、操作符過載

三、小結

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