C 學習之 運算子過載

2021-09-19 06:37:58 字數 3832 閱讀 1140

要過載運算子，需要使用被稱為運算子函式的特殊函式形式，運算子函式的格式如下：

operatorop(atgument-list)

例如，operator+()過載+運算子，operator*()過載*運算子。op必須是有效的c++運算子，不能虛構乙個新的運算子

乙個運算子過載示例

time time::operator+(const time & t) const //const表明函式不會更改呼叫物件
這兩種表示方法等價：

total = coding.operator+(fixing);//函式呼叫


total = coding + fixing;//運算子過載
這兩種表示法都將呼叫operat+()方法，注意：在運算子表示法中，運算子左側的物件（這裡為coding）是呼叫物件（隱式引數），運算子右邊的物件（這裡是fixing）是作為引數被傳遞的物件（顯式引數）

編譯器將根據運算元的型別來確定如何做：

int a，b，c;


time a，b，c;


c = a + b;  //使用int的+號


c = a + b;  //用運算子過載呼叫
可以將兩個以上的物件相加，如：

t4 = t1 + t2 + t3;
由於+是從左向右結合的運算子，因此上述語句首先被轉換成下面這樣：

t4 = t1.operator+(t2 + t3);
然後，函式引數本身被轉換成乙個函式呼叫，結果如下：

t4 = t1.operator+(t2.operator+(t3));
函式呼叫t2.operator+(t3)返回乙個time物件，後者是t2和t3的和，然而，該物件稱為函式呼叫t1.operator+()的引數，該呼叫返回t1與t2和t3之和的time物件的和

過載限制

過載的運算子不必是成員函式，但必須至少有乙個運算元是使用者自定義的型別下面詳細介紹c++對使用者定義的運算子過載的限制

1、過載後的運算子必須至少有乙個運算元是使用者定義的型別，這將防止使用者為標準型別過載運算子，不能將減法運算子（-）過載為計算兩個double值的和，而不是它們的差

2、使用運算子時不能違反運算子原來的句法規則，例如，不能將求模運算子（%）過載成使用乙個運算元，同樣，不能修改運算子的優先順序

3、不能建立新的運算子，例如，不能定義operator**()函式來求冪

4、不能過載下面的運算子：

5、大多數運算子可以通過成員或非成員函式進行過載，但下面的運算子只能通過成員函式進行過載

友元有3種：

通過讓函式成為類的友元，可以賦予該函式與類的成員函式相同的訪問許可權

在前面的示例中，加法運算子結合兩個time值，而乘法運算子將乙個time值與乙個double值結合在一起，這限制了運算子的使用方式，記住，左側的運算元是呼叫物件，也就是說，下面的語句：

a = b * 2.75;
將被轉換為下面的成員函式呼叫：

a = b.operator*(2.75);
但下面的語句有如何呢

a = 2.75 * b;
從概念上說，2.75 * b應與b * 2.75相同，但第乙個表示式不對應與成員函式，因為2.75不是time型別物件，記住，左側的運算元應是呼叫物件

解決這個難題的一種方式是，告知每個人，只能按b * 2.75這種格式編寫，不能寫成2.75 * b

然而，還有另一種解決方式–非成員函式，記住，大多數運算子都可以通過成員或非成員函式來過載，非成員函式不是由物件呼叫的，它使用的所有值（包括物件）都是顯式引數，這樣編譯器能將下面的表示式：

a = 2.75 * b;
與下面的函式呼叫匹配

a = operator*(2.75, b);
該函式的原型如下：

time operator*(double m, const time & t);
對於非成員過載運算子函式來說，運算子表示式左邊的運算元對應於運算子函式的第乙個引數，運算子表示式右邊的運算元對應於運算子函式的第二個引數

但引發了乙個問題：非成員函式不能直接訪問類的私有資料，至少常規非成員函式不能訪問，然而，有一類特殊的非成員函式可以訪問類的私有成員，它們被稱為友元函式

建立友元

建立友元函式的第一步是將其原型放在類宣告中，並在原型宣告前面加上關鍵字friend：

friend time operator*(double m, const time & t);
該原型意味著兩點：

第二步是編寫函式定義，不要在函式定義中加關鍵字friend，定義如下：

time operator*(double m, const time & t)
有了上述宣告和定義後，下面的語句：

a = 2.75 * b;
將轉換為如下語句，從而呼叫剛才定義的非成員友元函式

a = operator*(2.75, b);
實際上，下面的方式對定義進行修改，可以將這個友元函式編寫為非友元函式：

time operator*(double m, const time & t)
原來的版本顯式地訪問t.minutes和t.hours，所以它必須是友元，這個版本將time物件t作為乙個整體使用，讓成員函式來處理私有值，因此不必是友元

常用的友元：過載《運算子

假設trip是乙個time物件，為顯式time的值，前面使用的是show()，然而，如果可以像下面這樣操作將更好：

cout《之所以可以這樣做，是因為《是可被過載的c++運算子之一


1、《的第一種過載版本


要使time類知道使用cout，必須使用友元函式，因為下面這樣的語句使用兩個物件：


cout《如果使用乙個time成員函式來過載<<，time物件將是第乙個運算元，就像使用成員函式過載*運算子那樣


trip《這樣會令人迷惑，但通過使用友元函式，可以像下面那樣過載運算子：


void operator<<(ostream & os, const time & t)
運算元的順序非常重要，下面的語句：

diff = v1 - v2;

將被轉換為下面的成員函式呼叫：

diff = v1.operator-(v2);
這意味著將從隱式向量引數減去以顯式引數傳遞的的向量，所以應使用x-b.x而不是b.x-x

接下來，來看一元負號運算子，它只使用乙個運算元，將這個運算子用於數字（如-x）時，將改變它的符號

下面是過載負號的原型和定義：

vector operator-() const;


vector vector::operator-() const
現在，operator-()有兩種不同的定義，這是可行的，因為它們的特徵標不同，可以定義-運算子的一元和二元版本，因為c++提供了該運算子的一元和二元版本，對於只有二元形式的運算子（如除法運算子），只能將其過載為二元運算子

因為運算子過載是通過函式來實現的，所以只要運算子函式的特徵標不同，使用的運算子數量與相應的內建c++運算子相同，就可以多次過載同乙個運算子

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