C++类与对象之运算符重载详解

C++类与对象之运算符重载详解

什么是运算符重载

运算符重载是指在C++中，对运算符进行二次定义，使得运算符能够作用于类对象。

直接使用运算符进行对象的操作，无法实现对象之间的交互和操作。因此，运算符重载应运而生，它可以使得运算符作用于类对象，从而实现对象之间的交互和操作。

为什么要进行运算符重载

运算符重载可以使得程序更加直观、易懂、易用，同时也能够提高程序的可读性和可维护性。

例如，对于两个复数对象进行加法操作。通过运算符重载，我们可以像对两个整型数进行加法操作一样，直接使用“+”运算符进行操作，大大简化了代码。

运算符重载的注意事项

1. 运算符重载必须是一个函数，并且函数名必须是operator+、operator-等等，其中“+”、“-”为运算符。
2. 运算符重载必须要有返回值，返回值的类型可以是任意类型，包括Class类型，但返回值类型不能是void。
3. 运算符重载函数的参数列表有且仅有1个或者2个，不能超过2个。其中，一个参数是运算符左边的操作数，另一个参数是运算符右边的操作数。如果只有一个参数，则为一元运算符，例如-、++等等。
4. 除了赋值运算符=,其他的运算符重载不改变对象的值，需要通过返回值来实现变化。

运算符重载的语法格式

返回值类型 operator 运算符（参数列表）{
   // .. 完成运算符操作的代码 
}

运算符重载的示例1：重载“+”运算符

class Complex {
public:
    Complex() : m_real(0), m_imag(0) {}
    Complex(double r, double i) : m_real(r), m_imag(i) {}
    Complex operator+(Complex &c2) {
        Complex temp;
        temp.m_real = m_real + c2.m_real;
        temp.m_imag = m_imag + c2.m_imag;
        return temp;
    }
private:
    double m_real;  // 实部
    double m_imag;  // 虚部
};

在上面的示例中，我们重载了“+”运算符，使得它能够作用于Complex类型的对象。我们使用两个Complex对象相加，生成一个新的Complex对象，并返回该新对象。这样，我们就可以像对待普通数字一样，对待Complex对象了。

运算符重载的示例2：重载“=”运算符

class MyString {
public:
    MyString(const char *str = nullptr)
    {
        if (nullptr == str) {
            m_data = new char[1];
            *m_data = '\0';
        } else {
            m_data = new char[strlen(str) + 1];
            strcpy(m_data, str);
        }
    }

    MyString(const MyString &other)
    {
        m_data = new char[strlen(other.m_data) + 1];
        strcpy(m_data, other.m_data);
    }

    MyString & operator =(const MyString &other)
    {
        if (this == &other) {
            return *this;
        }

        delete[] m_data;
        m_data = new char[strlen(other.m_data) + 1];
        strcpy(m_data, other.m_data);
        return *this;
    }

    ~MyString()
    {
        delete[] m_data;
    }

private:
    char *m_data;  // 串的实际存储数据
};

在上面的示例中，我们重载了“=”运算符，使得它能够作用于MyString类型的对象。我们使用两个MyString对象相“=”（赋值），生成一个新的MyString对象，并返回该新对象。

运算符重载的总结

1. 运算符重载的语法格式：返回值类型 operator 运算符（参数列表）{}。
2. 运算符重载可以使得程序更加直观、易懂、易用，同时也能够提高程序的可读性和可维护性。
3. 运算符重载必须要有返回值，返回值的类型可以是任意类型，包括Class类型，但返回值类型不能是void。
4. 运算符重载的参数列表有且仅有1个或者2个，不能超过2个。其中，一个参数是运算符左边的操作数，另一个参数是运算符右边的操作数。如果只有一个参数，则为一元运算符，例如-、++等等。
5. 除了赋值运算符=,其他的运算符重载不改变对象的值，需要通过返回值来实现变化。
6. C++内置的运算符无法重载：sizeof、.*、.、::、?:。