C++中運(yùn)算符的重載應(yīng)用

張 捷

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃岡 438002）

一、 什么是運(yùn)算符的重載

運(yùn)算符重載是對(duì)已有的運(yùn)算符賦予多重含義，使同一個(gè)運(yùn)算符作用于不同類(lèi)型的表達(dá)式的行為。運(yùn)算符重載的實(shí)質(zhì)就是函數(shù)重載。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，首先把指定的運(yùn)算符表達(dá)式轉(zhuǎn)化為對(duì)運(yùn)算符函數(shù)的調(diào)用，運(yùn)算對(duì)象轉(zhuǎn)化為運(yùn)算符函數(shù)的實(shí)參，然后根據(jù)實(shí)參的類(lèi)型來(lái)確定需要調(diào)用的函數(shù)，這個(gè)過(guò)程是在編譯過(guò)程中完成的。

例如：用“+”運(yùn)算符完成兩個(gè)實(shí)數(shù)、兩個(gè)復(fù)數(shù)、兩個(gè)字符串的相關(guān)運(yùn)算。兩個(gè)實(shí)數(shù)a=10，b=2，則兩個(gè)實(shí)數(shù)相加的結(jié)果是：a+b=10+2=12；兩個(gè)復(fù)數(shù)：a=10+2i，b=2+10i，則兩個(gè)復(fù)數(shù)相加的結(jié)果是：a+b=12+12i；兩個(gè)字符串：a=“visual”，b=“ studio”，則兩字符串連接的結(jié)果是：a+b=“visual studio”。由上例可以看出，同一個(gè)運(yùn)算符“+”可以用于完成實(shí)數(shù)加法、復(fù)數(shù)加法及字符串連接等不同的運(yùn)算，得到不同的結(jié)果。這就是“+”運(yùn)算符的重載。因此，所謂的運(yùn)算符重載就是用同一個(gè)運(yùn)算符完成不同的運(yùn)算操作。

二、 運(yùn)算符重載的規(guī)則

對(duì)運(yùn)算符進(jìn)行重載需要遵守以下規(guī)則：

（1）重載運(yùn)算符限制在C＋＋語(yǔ)言中已有的并允許重載的運(yùn)算符。C＋＋中的運(yùn)算符除五個(gè)運(yùn)算符“.、* 、：：、sizeof、？：”之外，其它都可重載。

（2）重載之后運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性均不改變。這就是說(shuō)，對(duì)運(yùn)算符重載不改變運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性，并且運(yùn)算符重載時(shí)，單目運(yùn)算符只能重載為單目運(yùn)算符，雙目運(yùn)算符只能重載為雙目運(yùn)算符。

（3）不能改變運(yùn)算符運(yùn)算數(shù)的個(gè)數(shù)。在運(yùn)算數(shù)中，至少有一個(gè)操作對(duì)象是自定義類(lèi)型。

（4）重載運(yùn)算含義必須清楚，不能產(chǎn)生二義性。運(yùn)算符的重載實(shí)質(zhì)是函數(shù)重載。運(yùn)算符重載一般分兩種形式，即重載為類(lèi)的成員函數(shù)和重載為類(lèi)的友元函數(shù)，這兩種形式都可訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)中的私有成員。

三、 運(yùn)算符重載的實(shí)現(xiàn)

在C++中，運(yùn)算符的重載有兩種方法：使用類(lèi)的成員函數(shù)重載和使用fiend函數(shù)重載。下面通過(guò)實(shí)例來(lái)說(shuō)明這兩種重載方法的實(shí)現(xiàn)。

1、 使用成員函數(shù)重載運(yùn)算符

運(yùn)算符重載函數(shù)為類(lèi)的成員函數(shù)的常見(jiàn)格式為：

返回類(lèi)型 類(lèi)名：：operator重載運(yùn)算符（參數(shù)表）

{函數(shù)體}

其中，函數(shù)類(lèi)型指定重載運(yùn)算符的返回值類(lèi)型；operator是定義運(yùn)算符重載函數(shù)的關(guān)鍵字；運(yùn)算符是要重載的運(yùn)算符名稱(chēng)；參數(shù)表中給出重載運(yùn)算所需要的參數(shù)和類(lèi)型。一般情況下，單目運(yùn)算符采用成員函數(shù)形式重載時(shí)，操作數(shù)由對(duì)象的this指針給出，不需要參數(shù)；雙目運(yùn)算符采用成員函數(shù)形式重載時(shí)，一個(gè)操作數(shù)是對(duì)象本身的數(shù)據(jù)，由this指針指出。參數(shù)表的參數(shù)為第二操作數(shù)，只需一個(gè)參數(shù)。總之，當(dāng)運(yùn)算符重載為類(lèi)的成員函數(shù)時(shí)，除后置“＋＋、--”外，函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)比原來(lái)的操作數(shù)個(gè)數(shù)少一個(gè)。

實(shí)例：定義一個(gè)復(fù)數(shù)類(lèi)，重載“=”運(yùn)算符，使這個(gè)運(yùn)算符能直接完成復(fù)數(shù)的賦值運(yùn)算。

#include

Calss complex

{private：

Float real，image；

Public：

Complex（float r=0，float i=0）

{real=r；image=i；}//缺省構(gòu)造函數(shù)

Void show（int i） //顯示輸出復(fù)數(shù)

{count<<”c”<

Void operator=（complex&c）

{real=c.real；image=c.image；

}

}；

Void main（void）

{complexc1（25，20），c2；

C1.show（1）；

C2=c1；

C2.show（2）；

}

程序執(zhí)行后輸出：c1=25+50i c2=25+50i

該重載函數(shù)的函數(shù)名為“operator=”，返回類(lèi)型為void，形參為復(fù)數(shù)類(lèi)對(duì)象的引用complex&c。當(dāng)程序執(zhí)行主函數(shù)中的賦值語(yǔ)句c2=c1而遇到賦值運(yùn)算符“=”時(shí)，自動(dòng)調(diào)用賦值運(yùn)算符“=”重載函數(shù)“operator=（）”，并將“=”運(yùn)算符右邊的操作數(shù)c1作為實(shí)參，左邊操作數(shù)c2作為調(diào)用重載函數(shù)的對(duì)象，即作了一次c2.operator=（c1）的函數(shù)調(diào)用。在函數(shù)的調(diào)用過(guò)程中，實(shí)參c1傳給形參c，在函數(shù)體內(nèi)完成了復(fù)數(shù)實(shí)部與虛部的賦值操作。

2、 使用friend函數(shù)重載運(yùn)算符

對(duì)于運(yùn)算符op，如果它的一個(gè)操作數(shù)為類(lèi)A的對(duì)象，就可以將運(yùn)算符重載為A類(lèi)的友元函數(shù)，該函數(shù)有兩個(gè)形參，其中一個(gè)形參的類(lèi)型是A類(lèi)。經(jīng)過(guò)這樣的重載后，表達(dá)式k op t就相當(dāng)于函數(shù)調(diào)用operator op（k，t）。與使用成員函數(shù)定義的方法相比較，友元函數(shù)的一般定義格式只是在前面多了一個(gè)關(guān)鍵字friend，其他項(xiàng)目含義相同，除格式差別外，友元函數(shù)不是k所在類(lèi)的成員函數(shù)。運(yùn)算符重載函數(shù)為友元函數(shù)的一般定義格式為：Friend類(lèi)型operator重載運(yùn)算符（參數(shù)表）{函數(shù)體}

四、 應(yīng)用運(yùn)算符重載應(yīng)注意的問(wèn)題

由于C++語(yǔ)言支持函數(shù)重載，所以才能將運(yùn)算符當(dāng)成函數(shù)來(lái)使用。但是在編程過(guò)程中要適當(dāng)運(yùn)用運(yùn)算符重載：既不要因過(guò)分擔(dān)心自己不會(huì)用而不使用，它的本質(zhì)仍然是程序員們熟悉的函數(shù)；也不要過(guò)度的使用，如果它不能使代碼變得更加易讀易寫(xiě)，那就別用，否則會(huì)增加程序出錯(cuò)的可能。同時(shí)在使用運(yùn)算符的重載時(shí)還要注意如下問(wèn)題：

■不能改變C++內(nèi)部數(shù)據(jù)類(lèi)型（如int，float等）的運(yùn)算符

■不能重載“.”，因?yàn)椤?”在類(lèi)中對(duì)任何成員都有意義，已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)用法。

■不能重載目前C++運(yùn)算符集合中沒(méi)有的符號(hào)，如#，@，$等。原因有兩點(diǎn)，一是難以理解，而是難以確定優(yōu)先級(jí)。

■對(duì)已經(jīng)存在的運(yùn)算符進(jìn)行重載時(shí)，不能改變優(yōu)先級(jí)規(guī)則，否則將引起混亂。

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