【Example】C++ 运算符重载

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芯片烤电池

修改于 2022-04-28 10:07:16

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修改于 2022-04-28 10:07:16

文章被收录于专栏：C++教程

首先，阅读之前要先搞清楚什么是运算符、函数重载。函数重载就是在一个范围内为一个函数声明多个实现方式，函数名必须一致。

那么C++运算符是否可以重载呢？可以！先弄清什么时候需要进行运算符重载：

假设，你有一个类或者结构体，想通过 +、-、*、/ 这种最基本的运算符直接进行计算，又或者想用 ==、|| 直接进行比较。

这时候运算符重载的作用就来了。

C++运算符重载的核心是：operator 关键字

C++当中的运算符重载是通过 operator 关键字来实现的，当你定义了类或结构体后，编译器肯定无法智能地对类本身进行运算及比较。

因此，需要根据实际需要进行运算符的重载。

下面一段代码是在一个类中对 = 进行了一个最简单的重载：

void operator=(const DataPack &in) {
     this->name = in.name;
     this->value = in.value;
};

可以看到，运算符重载也是一个简单的函数，它也有返回值类型、参数。

只不过它的函数名被强制要求为了【operator 关键字 + 要重载的运算符】。

运算符重载的目的，就是为了实现自定义数据类型对运算符作用的支持。

既然重载了运算符，那么返回值与参数必须与运算符本意相匹配，否则编译器会报错：

【正确】
bool operator==(const DataPack &in) {
       return this->value == in.value;
};

【错误】
void operator>=(const DataPack &in) {

};

重载运算符的函数体，就是对运算符作用的自定义实现：

DataPack operator+(const DataPack &in) {
     DataPack out;
     out.name = this->name;
     out.value = this->value + in.value;
     return out;
};

那么有哪些运算符可以重载呢？

分类	运算符列表
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)

不可重载的运算符：

运算符	说明
.	成员访问运算符
.* , ->*	成员指针访问运算符
::	域运算符
sizeof	长度运算符
?	条件运算符
#	预处理符号

部分可重载的运算符演示：

class DataPack {
public:
    DataPack() {};
    DataPack(const string &n, int v) : name(n), value(v) {};

    /* --- 算术运算符重载 --- */
    DataPack operator+(const DataPack &in) {
        DataPack out;
        out.name = this->name;
        out.value = this->value + in.value;
        return out;
    };

    DataPack operator*(const DataPack& in) {
        DataPack out;
        out.name = this->name;
        out.value = this->value * in.value;
        return out;
    };

    /* --- 赋值运算符重载 --- */
    void operator=(const DataPack &in) {
        this->name = in.name;
        this->value = in.value;
    };

    void operator+=(const DataPack &in) {
        this->value += in.value;
    };

    /* --- 关系运算符重载 --- */
    bool operator==(const DataPack &in) {
        return this->value == in.value;
    };

    bool operator>=(const DataPack &in) {
        return this->value >= in.value;
    };

    /* --- 逻辑运算符重载 --- */
    bool operator&&(const DataPack& in) {
        return this->value == in.value;
    };

    bool operator!() {
        return this->value <= 0;
    };

    /* --- 自增减运算符重载 --- */
    void operator++() {
        this->value += 1;
    };

    void operator--() {
        this->value -= 1;
    };

    /* ---位运算符重载--- */
    bool operator&(const DataPack& in) {
        return this->value = in.value;
    }

    /* ---输入输出运算符重载--- */
    friend std::istream& operator>>(std::istream& in, DataPack& th) {
        in >> th.name >> th.value;
        return in;
    }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const DataPack& th) {
        out << th.name << th.value;
        return out;
    }

private:
    string name;
    int value = 0;

};

运算符全局重载：

除此之外，可以将运算符重载声明到类外部作为全局函数，便可以进行全局重载：

class DataPack {
public:
    DataPack() {};
    DataPack(const string &n, int v) : name(n), value(v) {};

public:
    string name;
    int value = 0;
};

DataPack operator+(const DataPack& a, const DataPack& b) {
    DataPack out;
    out.name = a.name;
    out.value = a.value + b.value;
    return out;
};

但请注意，以下运算符只能作为成员函数进行重载：