C++ 重载运算符

C 重载运算符 一重载函数 1例程2备注 二重载运算符 11 二元运算符重载11 一元运算符重载 111 -- 2备注3 特殊运算符重载 31 号运算符32 下标运算符32 括号运算符 三重载运算符之友元函数 例程 参考材料

运算符重载实质是函数的重载，所以我们先来了解一下重载函数。

一、重载函数

重载函数是函数的一种特殊情况，为方便使用，C++允许在同一范围中声明几个功能类似的同名函数，但是这些同名函数的形式参数（指参数的个数、类型或者顺序）必须不同，也就是说用同一个函数名完成不同的功能。这就是重载函数。重载函数常用来实现功能类似而所处理的数据类型不同的问题。

1.1、例程

#include <iostream> using namespace std; class DemoClass{ public: void printNumber(int num); void printNumber(float num); }; void DemoClass::printNumber(int num) { cout << "int: " << num << endl; } void DemoClass::printNumber(float num){ cout << "float: " << num << endl; } int main(void) { DemoClass demoClass; demoClass.printNumber(1); demoClass.printNumber(1.1f); return 0; }

输出：

int: 1 float: 1.1

1.2、备注

函数名必须一致参数类型必须不同如果参数类型相同，参数个数必须不同

二、重载运算符

运算符重载，就是对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型。

又是那句话：运算符重载实质是函数的重载

2.1.1、 二元运算符重载

#include <iostream> using namespace std; class DemoClass { public: /*构造函数*/ DemoClass(){} DemoClass(int data); /*重载 + 号*/ DemoClass operator +(const DemoClass &obj); /*输出data*/ void printData(); private: int data; }; int main(void) { DemoClass demo1(1); (demo1+demo1).printData(); return 0; } DemoClass::DemoClass(int data) { this->data = data; } DemoClass DemoClass::operator +(const DemoClass &obj) { return DemoClass(obj.data+data); } void DemoClass::printData() { cout << this->data << endl; }

输出：

2

2.1.1、 一元运算符重载

此处一元运算符指的是 `++ -- ? ! & -(负号)等

2.1.1.1 ++ --

分为前置和后置方式，需要引入一个无用的参数作为区别。作为前置可以返回引用，作为后置只能返回临时对象(然后再自增或者自减)。

const X& operator ++ ();//前置 const X operator ++ (int);//后置 const X& operator -- (); const X operator -- (int);

自加函数友元方式 由于后置返回的是一个临时对象，所以需要一个新建的对象存起来，就有必要定义一个拷贝构造函数。

其他一元运算符基本上没有什么特别的。大家自己体会，如果想不明白请留言。

2.2、备注

由于运算符重载本质是函数的重载，所以遵循函数重载的要求。不得创造c++标准中没有的运算符。不得改变优先级和结合性，以及操作数的个数当运算符单独出现时依然是本来的用法，重载运算符只能用来进行类间的操作。除了类属关系运算符.、成员指针运算符.*、作用域运算符::、sizeof运算符和三目运算符?:此外，C++中的所有运算符都可以重载。(比如：关系运算符<,==,<=,>,>=,!=，逻辑运算符，自增自减运算符，位运算运算符，赋值运算符+=,-=,<<=,^=等但不包括=，内存运算符new,delete,new[],delete[]还有一些特殊的运算符=,[],(),->)

2.3 特殊运算符重载

2.3.1 =号运算符

每当一个类中含有指针成员的时候要特别注意。如果使用已经创建的对象进行初始化时会自动调用拷贝构造函数，如果两个对象都已经初始化好了，要用=符号进行对象间的拷贝就会出问题。什么问题呢？ 上代码：

#include <cstring> #include <iostream> using namespace std; class MyString { public: MyString(const char* str){count = strlen(str);pstr = new char[count+1];strcpy(pstr, str);} ~MyString(){delete []pstr;} void display(void){cout<<pstr<<endl;} private: char *pstr; int count; }; int main(void) { MyString s1("Hello");s1.display(); MyString s2("World");s2.display(); s2 = s1;//glibc detected : double free or corruption s2.display(); return 0; } /** valgrind内存泄露工具检测结果 Invalid free() / delete / delete[] / realloc() LEAK SUMMARY: 　　definitely lost: 6 bytes in 1 blocks **/ 解释：使用valgrind内存泄露检测工具检测以后发现，出现了二次释放的问题，这个问题出在代码20行，在这个位置s1指针的值被赋给了s2，但是s2原来申请的堆空间没有被释放，s1和s2指向同一块堆空间，程序结束的时候s1与s2的析构函数被调用，于是就double free了。

如何解决这个问题？答案就是重载=,当对象使用=赋值处理指针的时候释放原有的堆空间,新申请一段等长的堆空间进行拷贝，而不是两者指向同一个空间，不同的堆空间仅仅是内容一样就不会double free。

//核心代码 重载 '=' 号运算符 MyString& operator=(MyString& ref) { if (this != &ref) { delete []pstr;//删除自己申请的空间 count = ref.count; pstr = new char[count+1];//申请等长的新空间 strcpy(pstr, ref.pstr);//拷贝内存 } return (*this); }

2.3.2 [] 下标运算符

[]符号原规则是用来当作数组运算符，所以只允许有一个参数，不得没有参数，或者有多个参数，允许用户自定义功能。

#include <iostream> using namespace std; class MyArrary { public: MyArrary(int a1,int a2,int a3, int a4){arr[0]=a1;arr[1]=a2;arr[2]=a3;arr[3]=a4;} //operator overload : [] int& operator[](int num)//返回引用才能进行赋值操作 { if ((num < 0) || (num > 4)) { cout <<"error:"; num = 0; } return arr[num]; } private: int arr[4]; }; int main(void) { MyArrary ma(1,2,3,4); cout << ma[0]<<endl; //取值 ma[0] = 5; //赋值 cout << ma[5]<<endl; return 0; }

输出：

TODO

[]可以做左值又可以做右值，所以返回为引用，便于赋值。

2.3.2 () 括号运算符

括号通常用来访问多维数组，也可以自定义作用。同()一样可以做左值又可以做右值，所以返回引用。没有参数个数限制，允许没有参数。

#include <iostream> using namespace std; class DArrary { public: DArrary(int num){int i = 0; for (i = 0; i< 9;i++) arr[i/3][i%3] = num++;} void display(void){int i = 0;for (i = 0; i< 9;i++) cout<<arr[i/3][i%3]<<" ";cout<<endl;} //operator overload : () Multiple Parameters int& operator()(int a, int b) { return arr[a][b]; } //operator overload : () Singal Parameter int& operator()(int a) { return arr[a/3][a%3]; } //operator overload : () None Parameter int& operator()(void) { return arr[0][0]; } private: int arr[3][3]; }; int main(void) { DArrary arr(1);arr.display(); cout << arr(0,0) << endl; //取值 cout << arr(2,2) << endl; //取值 arr(0,0) = 11; //赋值 arr(2,2) = 22; //赋值 cout << arr(0,0) << endl; cout << arr(2,2) << endl; cout << arr(7) << endl; //取值 arr(7) = 33; //赋值 cout << arr(7) << endl; cout << arr() << endl; arr() = 111; arr.display(); return 0; }

注意！特殊符号只能重载为非静态的成员函数，不能是友元函数和普通函数

三、重载运算符之友元函数

友元函数形式的重载运算符由于友元的特性，没有this指针,所以只要多一个参数就好了。 一般情况下，单目运算符最好重载为类的成员函数；双目运算符则最好重载为类的友元函数。

例程

friend A operator+(A&,A&);//友元函数

自加友元 返回

friend const CounterB operator++(CounterB& ref, int dump);//后置自加

重载运算符请尽可能的同原来的含义相同或相近，符合软件工程可理解性、可维护性的要求

参考材料：

百度百科之重载函数 百度百科之运算符重载 c++运算符重载总结_Wuyuan’s Blog C++运算符重载——重载特殊运算符 C++运算符重载——重载一元运算符