C++ | 运算符重载

运算符重载

• 在类中的函数进行重载（成员函数）

  运算符重载用于重新定义运算符的作用，使用函数名称 operatorOP作为函数名，其中OP为具体的运算符（如operator+）

  class Time{
      Time operator+(const Time &t);
  };
  Time a, b;
  Time c = a + b;
  

  在成员函数中重载的运算符，如+ - 等，默认左边的操作数为当前对象，右边的操作数为函数参数。如上面代码中，a+b等价于a.operator+(b)。

  而如果使用非成员函数重载+，则需要定义成operator+(const Time &a, const Time &b)

• 大多数运算符也可以在类之外的函数重载，但下列运算符只能在成员函数中进行重载：

  • = ：赋值运算符

  • ()：函数调用运算符

  • []：下标运算符

  • ->：通过指针访问类成员的运算符

• 使用 友元函数 进行运算符重载

  • 对于成员函数的运算符重载，运算符左边必须得是该对象，即：

    Obj a;							// a为Obj类的对象,假如Obj类有以下定义:
    double Obj::operator+(const double &v){ return a.value + v;}
    double x = a + 3.14;			// 等价为a.operator+(3.14);
    

    如果使用3.14 + a进行运算，则会报错，因为3.14不是一个Obj对象，没有operator+函数。

    这个时候，可以使用 友元函数 进行运算符重载。

  • 友元函数 --- 通过friend关键字，使得非成员函数具有类的成员函数一样的数据访问权限。

    class Obj{
        double value;
    public:
        // ...
        double operator+(double x){ return value + x;}
        friend double operator+(double x, const Obj &obj);
    };
    // 友元函数也可以是内联函数，即在类声明时定义
    // 如果在类声明之外定义函数，不需要加入 'Obj::' 和 'friend'
    double operator+(double x, const Obj &obj){ 
        return obj + x;			// 相当于return obj.operator+(x);
        					// 只需要将顺序颠倒，就可以使用上面的运算符重载函数
    }
    

    以上代码就解决了运算符重载时，第一个操作数不是该类对象的问题。

• 使用友元函数对cout << {obj}进行重载

  • 要对<<进行重载，如果使用成员函数operator<<(ostream &o)进行重载，会变成：obj << cout;

  • 所以这时候需要调换其顺序，让ostream对象作为第一个操作数，这时候就可以使用上面的友元函数：

    class Obj{
        // ...
        // cout << ... 返回一个ostream对象
        // 这样便可以实现对cout的连续调用
        friend ostream& operator<<(ostream &o, const Obj &v){
            return o << v.value;
        }
    }