第2个回答 推荐于2016-01-08
运算符重载就是赋予已有的运算符多重含义。通过重新定义运算符,使它能够用于特定类的对象执行特定的功能,这便增强了C++语言的扩充能力。
1. 运算符重载的作用:
运算符重载允许C/C++的运算符在用户定义类型(类)上拥有一个用户定义的意义。重载的运算符是函数调用的语法修饰:
class Fred
{
public:
// ...
};
#if 0
// 没有算符重载:
Fred add(Fred, Fred);
Fred mul(Fred, Fred);
Fred f(Fred a, Fred b, Fred c)
{
return add(add(mul(a,b), mul(b,c)), mul(c,a)); // 哈哈,多可笑...
}
#else
// 有算符重载:
Fred operator+ (Fred, Fred);
Fred operator* (Fred, Fred);
Fred f(Fred a, Fred b, Fred c)
{
return a*b + b*c + c*a;
}
#endif
2. 可以用作重载的运算符:
算术运算符:+,-,*,/,%,++,--;
位操作运算符:&,|,~,^,<<,>>
逻辑运算符:!,&&,||;
比较运算符:<,>,>=,<=,==,!=;
赋值运算符:=,+=,-=,*=,/=,%=,&=,|=,^=,<<=,>>=;
其他运算符:[],(),->,,(逗号运算符),new,delete,new[],delete[],->*。
下列运算符不允许重载:
.,.*,::,?:
3. 运算符重载后,优先级和结合性:
用户重载新定义运算符,不改变原运算符的优先级和结合性。这就是说,对运算符重载不改变运算符的优先级和结合性,并且运算符重载后,也不改变运算符的语法结构,即单目运算符只能重载为单目运算符,双目运算符只能重载双目运算符。
4. 编译程序如何选用哪一个运算符函数:
运算符重载实际是一个函数,所以运算符的重载实际上是函数的重载。编译程序对运算符重载的选择,遵循着函数重载的选择原则。当遇到不很明显的运算时,编译程序将去寻找参数相匹配的运算符函数。
5. 重载运算符有哪些限制:
(1) 不可臆造新的运算符。必须把重载运算符限制在C++语言中已有的运算符范围内的允许重载的运算符之中。
(2) 重载运算符坚持4个“不能改变”。
·不能改变运算符操作数的个数;
·不能改变运算符原有的优先级;
·不能改变运算符原有的结合性;
·不能改变运算符原有的语法结构。
6. 运算符重载时必须遵循哪些原则:
运算符重载可以使程序更加简洁,使表达式更加直观,增加可读性。但是,运算符重载使用不宜过多,否则会带来一定的麻烦。
(1) 重载运算符含义必须清楚。
(2) 重载运算符不能有二义性。
运算符重载函数的两种形式
运算符重载的函数一般地采用如下两种形式:成员函数形式和友元函数形式。这两种形式都可访问类中的私有成员。
1. 重载为类的成员函数
这里先举一个关于给复数运算重载复数的四则运算符的例子。复数由实部和虚部构造,可以定义一个复数类,然后再在类中重载复数四则运算的运算符。先看以下源代码:
#include <iostream.h>
class complex
{
public:
complex() { real=imag=0; }
complex(double r, double i)
{
real = r, imag = i;
}
complex operator +(const complex &c);
complex operator -(const complex &c);
complex operator *(const complex &c);
complex operator /(const complex &c);
friend void print(const complex &c);
private:
double real, imag;
};
inline complex complex::operator +(const complex &c)
{
return complex(real + c.real, imag + c.imag);
}
inline complex complex::operator -(const complex &c)
{
return complex(real - c.real, imag - c.imag);
}
inline complex complex::operator *(const complex &c)
{
return complex(real * c.real - imag * c.imag, real * c.imag + imag * c.real);
}
inline complex complex::operator /(const complex &c)
{
return complex((real * c.real + imag + c.imag) / (c.real * c.real + c.imag * c.imag),
(imag * c.real - real * c.imag) / (c.real * c.real + c.imag * c.imag));
}
void print(const complex &c)
{
if(c.imag<0)
cout<<c.real<<c.imag<<'i';
else
cout<<c.real<<'+'<<c.imag<<'i';
}
void main()
{
complex c1(2.0, 3.0), c2(4.0, -2.0), c3;
c3 = c1 + c2;
cout<<"\nc1+c2=";
print(c3);
c3 = c1 - c2;
cout<<"\nc1-c2=";
print(c3);
c3 = c1 * c2;
cout<<"\nc1*c2=";
print(c3);
c3 = c1 / c2;
cout<<"\nc1/c2=";
print(c3);
c3 = (c1+c2) * (c1-c2) * c2/c1;
cout<<"\n(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=";
print(c3);
cout<<endl;
}
该程序的运行结果为:
c1+c2=6+1i
c1-c2=-2+5i
c1*c2=14+8i
c1/c2=0.45+0.8i
(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=9.61538+25.2308i
在程序中,类complex定义了4个成员函数作为运算符重载函数。将运算符重载函数说明为类的成员函数格式如下:
<类名> operator <运算符>(<参数表>)
其中,operator是定义运算符重载函数的关键字。
程序中出现的表达式:
c1+c2
编译程序将给解释为:
c1.operator+(c2)
其中,c1和c2是complex类的对象。operator+()是运算+的重载函数。
该运算符重载函数仅有一个参数c2。可见,当重载为成员函数时,双目运算符仅有一个参数。对单目运算符,重载为成员函数时,不能再显式说明参数。重载为成员函数时,总时隐含了一个参数,该参数是this指针。this指针是指向调用该成员函数对象的指针。
2. 重载为友元函数:
运算符重载函数还可以为友元函数。当重载友元函数时,将没有隐含的参数this指针。这样,对双目运算符,友元函数有2个参数,对单目运算符,友元函数有一个参数。但是,有些运行符不能重载为友元函数,它们是:=,(),[]和->。
重载为友元函数的运算符重载函数的定义格式如下:
friend <类型说明符> operator <运算符>(<参数表>)
{……}
下面用友元函数代码成员函数,重载编写上述的例子,程序如下:
#include <iostream.h>
class complex
{
public:
complex() { real=imag=0; }
complex(double r, double i)
{
real = r, imag = i;
}
friend complex operator +(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator -(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator *(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator /(const complex &c1, const complex &c2);
friend
void print(const complex &c);
private:
double real, imag;
};
complex operator +(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);
}
complex operator -(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real - c2.real, c1.imag - c2.imag);
}
complex operator *(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real * c2.real - c1.imag * c2.imag, c1.real * c2.imag + c1.imag * c2.real);
}
complex operator /(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex((c1.real * c2.real + c1.imag + c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag),
(c1.imag * c2.real - c1.real * c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag));
}
void print(const complex &c)
{
if(c.imag<0)
cout<<c.real<<c.imag<<'i';
else
cout<<c.real<<'+'<<c.imag<<'i';
}
void main()
{
complex c1(2.0, 3.0), c2(4.0, -2.0), c3;
c3 = c1 + c2;
cout<<"\nc1+c2=";
print(c3);
c3 = c1 - c2;
cout<<"\nc1-c2=";
print(c3);
c3 = c1 * c2;
cout<<"\nc1*c2=";
print(c3);
c3 = c1 / c2;
cout<<"\nc1/c2=";
print(c3);
c3 = (c1+c2) * (c1-c2) * c2/c1;
cout<<"\n(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=";
print(c3);
cout<<endl;
}
该程序的运行结果与上例相同。前面已讲过,对又目运算符,重载为成员函数时,仅一个参数,另一个被隐含;重载为友元函数时,有两个参数,没有隐含参数。因此,程序中出现的 c1+c2
编译程序解释为:
operator+(c1, c2)
调用如下函数,进行求值,
complex operator +(const coplex &c1, const complex &c2)
3. 两种重载形式的比较
一般说来,单目运算符最好被重载为成员;对双目运算符最好被重载为友元函数,双目运算符重载为友元函数比重载为成员函数更方便此,但是,有的双目运算符还是重载为成员函数为好,例如,赋值运算符。因为,它如果被重载为友元函数,将会出现与赋值语义不一致的地方。 其他运算符的重载举例
1).下标运算符重载
由于C语言的数组中并没有保存其大小,因此,不能对数组元素进行存取范围的检查,无法保证给数组动态赋值不会越界。利用C++的类可以定义一种更安全、功能强的数组类型。为此,为该类定义重载运算符[]。
下面一个例子:
#include <iostream.h>
class CharArray
{
public:
CharArray(int l)
{
Length = l;
Buff = new char[Length];
}
~CharArray() { delete Buff; }
int GetLength() { return Length; }
char & operator [](int i);
private:
int Length;
char * Buff;
};
char & CharArray::operator [](int i)
{
static char ch = 0;
if(i<Length&&i>=0)
return Buff[i];
else
{
cout<<"\nIndex out of range.";
return ch;
}
}
void main()
{
int cnt;
CharArray string1(6);
char * string2 = "string";
for(cnt=0; cnt<8; cnt++)
string1[cnt] = string2[cnt];
cout<<"\n";
for(cnt=0; cnt<8; cnt++)
cout<<string1[cnt];
cout<<"\n";
cout<<string1.GetLength()<<endl;
}
该数组类的优点如下:
(1) 其大小不一定是一个常量。
(2) 运行时动态指定大小可以不用运算符new和delete。
(3) 当使用该类数组作函数参数时,不心分别传递数组变量本身及其大小,因为该对象中已经保存大小。
在重载下标运算符函数时应该注意:
(1) 该函数只能带一个参数,不可带多个参数。
(2) 不得重载为友元函数,必须是非static类的成员函数。 2). 重载增1减1运算符.
增1减1运算符是单目运算符。它们又有前缀和后缀运算两种。为了区分这两种运算,将后缀运算视为又目运算符。表达式
obj++或obj--
被看作为:
obj++0或obj--0
下面举一例子说明重载增1减1运算符的应用。
#include <iostream.h>
class counter
{
public:
counter() { v=0; }
counter operator ++();
counter operator ++(int );
void print() { cout<<v<<endl; }
private:
unsigned v;
};
counter counter::operator ++()
{
v++;
return *this;
}
counter counter::operator ++(int)
{
counter t;
t.v = v++;
return t;
}
void main()
{
counter c;
for(int i=0; i<8; i++)
c++;
c.print();
for(i=0; i<8; i++)
++c;
c.print();
}
3). 重载函数调用运算符
可以将函数调用运算符()看成是下标运算[]的扩展。函数调用运算符可以带0个至多个参数。下面通过一个实例来熟悉函数调用运算符的重载。
#include <iostream.h>
class F
{
public:
double operator ()(double x, double y) const;
};
double F::operator ()(double x, double y) const
{
return (x+5)*y;
}
void main()
{
F f;
cout<<f(1.5, 2.2)<<endl;
}
希望能对你有所帮助~本回答被提问者采纳