C++运算符重载

不能重载的运算符
. .* :: ?: sizeof
第11章 运算符重载


什么是运算符重载
运算符重载的方法


几个特殊的运算符的重载
自定义类型转换运算符

运算符重载实例
运算符重载的方法
运算符重载就是写一个函数解释某个运算符 在某个类中的含义 要使得系统能自动找到重载的这个函数，函 数名必须要体现出和某个被重载的运算符的 联系。 C++中规定，重载函数名为 operator@ 其中，@为要重载的运算符。如要重载“+‖运 算符，该重载函数名为operator+。要重载赋 值运算符，函数名为operator=。
什么是运算符重载
使系统内臵的运算符可以用于类类型 例如：+ 运算符能够实现2个对象间的 加。例如：类A的对象a1、a2、a3，希 望： a3 = a1 + a2； 即：分别把对象 a1 和 a2 的各个数据成员 值对应相加，然后赋给对象a3。

问题的提出
把某些事交给系统去做，用户只要知道
相加就可
bool Rational::operator<(const Rational &r1) const { return num * r1.den < den * r1.num; } bool Rational::operator==(const Rational &r1) const { return num == r1.num && den == r1.den;} bool Rational::operator>(const Rational &r1) const { return num * r1.den > den * r1.num; } bool Rational::operator<=(const Rational &r1) const { return num * r1.den <= den * r1.num; }


重载实例

为rational类增加“+‖和“*”以及比较 的重载函数，用以替换现有的add和
multi函数
方案一：重载成成员函数
class Rational { private: int num; int den; void ReductFraction(); public: Rational(int n = 0, int d = 1) { num = n; den = d;} Rational operator+(const Rational &r1) const; Rational operator*(const Rational &r1) const; bool operator<(const Rational &r1) const; bool operator==(const Rational &r1) const; bool operator>(const Rational &r1) const; bool operator<=(const Rational &r1) const; bool operator>=(const Rational &r1) const; bool operator!=(const Rational &r1) const; void display() { cout << num << '/' << den;} }
第11章 运算符重载


什么是运算符重载
运算符重载的方法


几个特殊的运算符的重载
自定义类型转换运算符

运算符重载实例
几个特殊的运算符的重载

赋值运算符 下标运算符 ++和—运算符的重载 重载函数的原型设计考虑 输入输出运算符重载
赋值运算符

对任一个类，如果用户没有自定义赋值运 算符函数，那么系统为其生成一个缺省的 赋值运算符函数，在对应的数据成员间赋 值。
赋值运算符“=”的原型

赋值运算符只能重载成成员函数
函数原型： X &X::operator=(const X &source)
{
// 赋值过程
}
一旦创建了对象x1, x2, 可以用 x1 = x2赋值。
IntArray类的赋值运算符重载函数
IntArray &IntArray::operator=(const IntArray & a)
函数实现
Rational Rational::operator+(const Rational &r1) const { Rational tmp; tmp.num = num * r1.den + r1.num * den; tmp.den = den * r1.den; tmp.ReductFraction(); return tmp; //与内臵操作符一致，返回右值 } Rational Rational::operator*(const Rational &r1) const { Rational tmp; tmp.num = num * r1.num; tmp.den = den * r1.den; tmp.ReductFraction(); return tmp; }
全局函数 vs成员函数

大多数运算符都可以重载成成员函数或全局函数。 赋值=、下标[ ]、函数调用( )和成员访问->必须重载成成 员函数。

具有赋值意义的运算符，如复合的赋值运算符以及++和--，
不一定非要定义为成员函数，但最好定义为成员函数。

具有两个运算对象的运算符最好重载为全局函数，这样 可以使得应用更加灵活。如果把加运算定义成全局函数， r是有理数类的对象，则2+r是一个合法的表达式。
重载后有理数类的使用
int main() { Rational r1(1,6), r2(1,6), r3; r3 = r1 + r2; r1.display(); cout << " + "; r2.display(); cout << " = "; r3.display(); cout << endl; r3 = r1 * r2; r1.display(); cout << " * "; r2.display(); cout << " = "; r3.display(); cout << endl; return 0; }
函数的实现
Rational operator+(const Rational &r1, const Rational &r2) { Rational tmp; tmp.num = r1.num * r2.den + r2.num * r1.den; tmp.den = r1.den * r2.den; tmp.ReductFraction(); return tmp; } Rational operator*(const Rational &r1, const Rational &r2) { Rational tmp; tmp.num = r1.num * r2.num; tmp.den = r1.den * r2.den; tmp.ReductFraction(); return tmp; } 其他函数实现略
扩充运算符的功能 增强了C++
语言的可扩充性
使用户定义的类更像系统的内臵类型
运算符重载的限制

不是所有的运算符都能重载 重载不能改变运算符的优先级和结合性


重载不能改变运算符的操作数个数
不能创建新的运算符
可以重载的运算符
+ * / % ^ & | ~ ! = < > += -= *= /= %= ^= &= |= << >> >源自文库= <<= == != <= >= && || ++ -->* ， -> [] () new delete new[ ] delete[ ]

函数原型

运算符的重载不能改变运算符的运算对象数。因此，重载 函数的形式参数个数（包括成员函数的隐式指针this）与 运算符的运算对象数相同
运算符重载可以重载成成员函数也可以重载成全局函数实 现。重载成全局函数时，最好把此函数设为友元函数 如果作为类的成员函数，它的形式参数个数比运算符的运 算对象数少1。这是因为成员函数有一个隐含的参数this。 在C++中，把隐含参数this作为运算符的第一个参数。 当把一个一元运算符重载成成员函数时，该函数没有形式 参数。 把一个二元运算符重载成成员函数时，该函数只有一个形 式参数，就是右操作数，当前对象是左操作数。
一般情况下，这个缺省的赋值运算符重载 函数能满足用户的需求。但是，当类含有 类型为指针的数据成员时，可能会带来一 些麻烦。

对IntArray类对象执行 array1 = array2的问题

会引起内存泄漏 使这两个数组的元素存放于同一块空间中 当这两个对象析构时，先析构的对象会释 放存储数组元素的空间。而当后一个对象 析构时，无法释放存放数组元素的空间
storage[i] = a.storage[i]; return *this;
}
赋值运算符重载要点

一般来讲，需要自定义拷贝构造函数的类也需要
方案二：重载成友元函数
class Rational { friend Rational operator+(const Rational &r1, const Rational &r2); friend Rational operator*(const Rational &r1 , const Rational &r2); friend bool operator<(const Rational &r1 , const Rational &r2) ; friend bool operator==(const Rational &r1 , const Rational &r2); friend bool operator>(const Rational &r1 , const Rational &r2) ; friend bool operator<=(const Rational &r1 , const Rational &r2); friend bool operator>=(const Rational &r1 , const Rational &r2); friend bool operator!=(const Rational &r1 , const Rational &r2) ; private: int num; int den; void ReductFraction(); public: Rational(int n = 0, int d = 1) { num = n; den = d;} void display() { cout << num << '/' << den;} };
bool Rational::operator>=(const Rational &r1) const { return num * r1.den >= den * r1.num; }
bool Rational::operator!=(const Rational &r1) const { return !(*this == r1);}
{ if (this == &a) return *this; //防止自己复制自己 delete [ ] storage; // 归还空间
low = a.low;
high = a.high; storage = new int[high – low + 1]; 重新申请空间
for (int i=0; i <= high – low; ++i) //复制数组元素
第11章 运算符重载


什么是运算符重载
运算符重载的方法


几个特殊的运算符的重载
自定义类型转换运算符

运算符重载实例
有理数的加法
void Rational::add(const Rational &r1, const Rational &r2) { num = r1.num * r2.den + r2.num * r1.den; den = r1.den * r2.den; ReductFraction(); } Rational r1, r2, r3; r3.add(r1, r2); //执行r3=r1+r2