C++中操作符重载的概念

Love The Way You Lie 2021-11-05 16:06 216阅读 0赞

1，下面的复数解决方案是否可行？

1，代码示例：

1 class Comples
     2 {
     3 public:
     4     int a;
     5     int b;
     6 };
     7 
     8 int main()
     9 {
    10     Complex c1 = {
        1, 2};
    11     Complex c2 = {
        3, 4};
    12     Complex c3 = c1 + c2;  // error: no match for 'operator' in 'c1 + c2'
    13         
    14     return 0;
    15 }

2，重载最深层次的意义在于通过重载可以扩展系统已有的功能；

3，成员变量为公有且没有自定义构造函数的时候，可以通过大括号来分别初始     化成员变量；

2，复数的加法操作编程实验：

1，main.cpp 文件：

1 #include <stdio.h>
     2 
     3 class Complex 
     4 {
     5     int a;
     6     int b;
     7 public:
     8     Complex(int a = 0, int b = 0)
     9     {
    10         this->a = a;
    11         this->b = b;
    12     }
    13     
    14     int getA()
    15     {
    16         return a;
    17     }
    18     
    19     int getB()
    20     {
    21         return b;
    22     }
    23     
    24     friend Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2);
    25 };
    26 
    27 Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2)
    28 {
    29     Complex ret;
    30     
    31     ret.a = p1.a + p2.a;
    32     ret.b = p1.b + p2.b;
    33     
    34     return ret;
    35 }
    36 
    37 int main()
    38 {
    39 
    40     Complex c1(1, 2);
    41     Complex c2(3, 4);
    42     Complex c3 = Add(c1, c2); // c1 + c2
    43     
    44     printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
    45     
    46     return 0;
    47 }

2，输出结果：

c3.a = 4,  c3.b = 6

3，思考：

1，Add 函数可以解决 Complex 对象相加的问题，但是 Complex 是现实世界中确切存在的复数，并且复数在数学中的地位和普通的实数相同；

2，为什么不能让 + 操作符也支持复数相加呢？

1，因为复数是我们自定义的类，编译器不知道这个类；

2，C++ 中扩展已有的功能可以通过重载来实现；

4，操作符重载：

1，C++ 中的重载能够扩展操作符的功能；

2，操作符的重载以函数的方式进行；

3，本质：

1，用特殊形式的函数扩展操作符的功能；

4，通过 operator 关键字可以定义特殊形式的函数；

5，operator 的本质是通过函数重载操作符；

6，语法：

1，代码示例：

1 Type operator Sign(const Type& p1, const Type& p2) // operator 关键字作为特殊形式函数的前缀，它直接告诉编译器，如果有两个 Type 对象做 Sign 运算，则直接调用本函数；
    2 {
    3     Type ret;
    4 
    5     return ret;
    6 }

2，Sign 为系统中预定义的操作符，如：+，-，\*，/等；

3，仅在定义时函数名特殊，调用时和普通函数相同；

5，操作符重载初探编程实验：

1，main.cpp 文件：

1 #include <stdio.h>
     2 
     3 class Complex 
     4 {
     5     int a;
     6     int b;
     7 public:
     8     Complex(int a = 0, int b = 0)
     9     {
    10         this->a = a;
    11         this->b = b;
    12     }
    13     
    14     int getA()
    15     {
    16         return a;
    17     }
    18     
    19     int getB()
    20     {
    21         return b;
    22     }
    23     
    24     friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
    25 };
    26 
    27 Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
    28 {
    29     Complex ret;
    30     
    31     ret.a = p1.a + p2.a;
    32     ret.b = p1.b + p2.b;
    33     
    34     return ret;
    35 }
    36 
    37 int main()
    38 {
    39 
    40     Complex c1(1, 2);
    41     Complex c2(3, 4);
    42     Complex c3 = c1 + c2; // c1 + c2 ==> operator + (c1, c2)；用 “+” 来操作两个类，编译器没能力，然后编译器查找有没有用重载的概念扩展操作符的功能，于是找到了 operator +() 这个函数，如果编译器成功匹配相应的参数，则成功调用 operator +() 函数；
    43     
    44     printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
    45     
    46     return 0;
    47 }

2，输出结果：

1，c3.a = 4, c3.b = 6

3，问题：

1，这里的解决方案用了友元，现代软件开发不允许；

2，是否可以提供成员函数代替全局函数，以抛弃友元？

6，可以将操作符重载函数定义为类的成员函数：

1，比全局操作符重载函数少一个参数（左操作数）；

1，和全局函数最大的差异；

2，成员函数中隐藏的 this 参数可以充当左操作数的角色；

2，不需要依赖友元就可以完成操作符重载；

3，编译器优先在成员函数中寻找操作符重载函数；

1，一旦在成员函数中找到，就不会去全局找；

4，代码示例：

1 class Type
     2 {
     3 public:
     4     Type operator Sign(const Type& p)  // 左操作数用 this；
     5     {
     6         Type ret;
     7 
     8         return ret;
     9     }
    10 };

7，成员函数重载操作符编程实验：

1，main.cpp 文件：

1 #include <stdio.h>
     2 
     3 class Complex 
     4 {
     5     int a;
     6     int b;
     7 public:
     8     Complex(int a = 0, int b = 0)
     9     {
    10         this->a = a;
    11         this->b = b;
    12     }
    13     
    14     int getA()
    15     {
    16         return a;
    17     }
    18     
    19     int getB()
    20     {
    21         return b;
    22     }
    23     
    24     Complex operator + (const Complex& p)
    25     {
    26         Complex ret;
    27         printf("Complex operator + (const Complex& p)\n");
    28         ret.a = this->a + p.a;
    29         ret.b = this->b + p.b;
    30         
    31         return ret;
    32     }
    33     
    34     friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2);
    35 };
    36 
    37 Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
    38 {
    39     Complex ret;
    40     printf("Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)\n");
    41     ret.a = p1.a + p2.a;
    42     ret.b = p1.b + p2.b;
    43     
    44     return ret;
    45 }
    46 
    47 int main()
    48 {
    49 
    50     Complex c1(1, 2);
    51     Complex c2(3, 4);
    52     Complex c3 = c1 + c2; // c1 + c2 ==> c1.operator + (c2)
    53     
    54     printf("c3.a = %d, c3.b = %d\n", c3.getA(), c3.getB());
    55     
    56     return 0;
    57 }

2，输出结果：

Complex operator + (const Complex& p)

c3.a = 4, c3.b = 6

8，小结：

1，操作符重载是 C++ 的强大特性之一；

2，操作符重载的本质是通过函数扩展操作符的功能；

3，operator 关键字是实现操作符重载的关键；

4，操作符重载遵循相同的函数重载规则；

5，全局函数和成员函数都可以实现对操作符的重载；

转载于:https://www.cnblogs.com/dishengAndziyu/p/10907972.html