【C++】运算符重载 Operator Overload

运算符重载 Operator Overload

可以为运算符增加一些新的功能

class Point {
private:int m_x;int m_y;
public:Point(int x, int y) :m_x(x), m_y(y) {}void display() {cout << "(" << m_x << ", " << m_y << ")" << endl;}
};

直接将两个Point类相加得到新的点

比如Point p3 = p1 + p2;，这样就要使用运算符重载，因为平常加号两端不可以是Point类的

class Point {
friend Point operator+(const Point &, const Point &);
private:int m_x;int m_y;
public:Point(int x, int y) :m_x(x), m_y(y) {}void display() {cout << "(" << m_x << ", " << m_y << ")" << endl;}
};Point operator+(const Point &p1, const Point &p2) {return Point(p1.m_x + p2.m_x, p1.m_y + p2.m_y);
}
// 1. 传入的Point类最好加上引用，避免产生不必要的中间变量
// 2. 最好加上const，这样const和非const对象都可以传入，接受范围大一些
// 3. 加上const和引用后，友元函数传入参数也要加const和引用int main() {Point p1(10, 20);Point p2(20, 30);Point p3 = p1 + p2;// 相当于 Point p3 = operator+(p1, p2);
}

为运算符加号’+'增加新的功能，返回一个point。

这样是把运算符重载函数放在类外面，如果放到里面变成一个成员函数，就只要传入一个Point对象就可以了，并且也不需要声明友元函数了。

class Point {
private:int m_x;int m_y;
public:Point(int x, int y) :m_x(x), m_y(y) {}void display() {cout << "(" << m_x << ", " << m_y << ")" << endl;}// 最左边的const为了防止返回的Point被赋值 (p1 + p2 = p3是不允许的)// 最右边的const为了const返回值又可以调用operator+ (但要允许p1 + p2 + p3)const Point operator+(const Point &point) const{return Point(this->m_x + point.m_x, this->m_y + point.m_y);// 或者省略this// return Point(m_x + point.m_x, m_y + point.m_y);}
};
int main() {Point p1(10, 20);Point p2(20, 30);p1 + p2;// 相当于 p1.operator+(p2);
}

所以，全局函数、成员函数都支持运算符重载

返回值最好是个const对象，返回值不允许再被赋值，但加上const之后就不允许连续相加了。所以要再加一个const。

再实现一下+=

class Point {
private:int m_x;int m_y;
public:Point(int x, int y) :m_x(x), m_y(y) {}void display() {cout << "(" << m_x << ", " << m_y << ")" << endl;}// 最左边的const为了防止返回的Point被赋值// 最右边的const为了const返回值又可以调用operator+const Point operator+(const Point &point) const{return Point(this->m_x + point.m_x, this->m_y + point.m_y);// 或者省略this// return Point(m_x + point.m_x, m_y + point.m_y);}    // 为了能够再赋值，返回是当前对象而不是地址，所以返回*this而不是this，返回this就是返回当前对象的地址// 加引用是为了防止产生中间变量，如果将类里面返回的函数拿到另一个函数中用，会重新拷贝构造出一个新的对象Point &operator+=(const Point &point) {m_x += point.m_x;m_y += point.m_y;return *this;}
};
int main() {Point p1(10, 20);Point p2(20, 30);p1 += p2;// 相当于 p1.operator+=(p2);(p1 += p2) = Point(50, 60);// p1 = p1 + p2;// p1 = Point(50, 60);
}

完成-p1的操作(单目运算符)

const Point operator-() const {return Point(-m_x, -m_y);
}

前置++和后置++

// 前置++， ++p
Point &operator++() {m_x++;m_y++;return *this;
}// 后置++（加一个int，只能是int，无论内部是什么样），p++
const Point operator++(int) {Point old(m_x, m_y);m_x++;m_y++;return old;
}

注意：
- 前置++可以被赋值，后置++不可以
  
  比如：
```
++a = 20; // 可以
(a++) = 20; // 不可以
```
  所以前置++返回是一个对象的引用
  
  后置++返回的是const Point

左移，实现 cout << p1 << endl;

// 不能写 void operator<<()
// 因为<<不是单目运算符
// 下面这个写法相当于
// p1 << 10;
// p1.operator<<(10)
void operator<<(int a) {}
// 但我们要实现的是cout << p1 << endl; 传入point
// 它就不能是成员函数，必须是全局函数,所以要将其加入Point的友元函数
// cout也是对象，是ostream对象（output stream）
// 如果要实现cout << p1 << p2;
// 就要返回cout，这很重要！
// 但cout的返回值是不能再被赋值的，可以把这个函数放到private中，这样就不会再被赋值
ostream &operator<<(ostream &cout, const Point& point) {cout << "(" << point.m_x << ", " << point.m_y << ")";return cout;
}

右移，实现输入

// input stream -> istream
istream &operator>>(istream &cin, Point &point) {cin >> point.m_x;cin >> point.m_y;return cin;
}

调用父类的运算符重载函数
运算符重载注意点
- 有些运算符不可以被重载
  - 对象成员访问运算符：.
  - 域运算符：::
  - 三目运算符：?:
  - sizeof
- 有些运算符只能写在类里面重载为成员函数，比如
  - 赋值运算符：=
  - 下标运算符：[]
  - 函数运算符：()
  - 指针访问运算符：->

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