C++运算符重载——重载二元运算符

时间：2014-05-09 09:51:46 阅读：487 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

1、重载二元操作符的方法

二元运算符又称为双目运算符，即需要2个操作数的运算符，例如 + - * / 等。

运算符重载可以分为3种方式：类的非静态成员函数、类的友元函数、普通函数。

例如有 2 个操作数 a 和 b，二元运算符 ? (表示一个二元运算符)，a ? b 的操作会被解释为下面2种形式之一

//a ? b
a.operator?(b);    //类的非静态成员函数
operator？(a, b);  //友元函数 和 普通函数

第一种形式是运算符被重载为类的非静态成员函数，

这种方式要求运算符左边的的操作数(即第一个操作数a)必须是一个对象，operator？是这个对象的非静态成员函数

并且只能有一个参数。

第二种形式是运算符被重载为类的友元函数或普通函数，

这种方式需要2个参数，

重载为类的友元函数和普通函数的区别是类的友元函数可以直接访问类的私有成员，而普通函数不可以。

2、应用举例(对象 ? 对象)

下例中有3个complex类 ComplexA、ComplexB 和 ComplexC，3个类都重载了加减乘除运算符。

其中ComplexA使用类的非静态成员函数方式重载，ComplexB使用类的友元函数方式重载，ComplexC使用普通函数方式重载。

需要注意的是复数的加减乘除运算的算法是有问题的，只是一个说明重载方法的例子,

另外重载函数的参数最好使用const关键字限定，至于返回值是否用const限定，需要取决于你的设计,比如允许C3 = ++(C1+C2)这种情况,就不能用cosnt限定。

至于不同类型的对象间的操作，通常是没有意义的。

#include <iostream>
using namespace std;

class ComplexA
{
public:
    //默认构造函数（Default constructor）
    ComplexA(){cout<<"Default Constructor"<<endl;}
    //带参数的构造函数(The constructor with parameters)
    ComplexA(double re, double im):real(re),image(im){cout<<"Parameter Constructor"<<endl;}
    //拷贝构造函数（Copy constructor）
    ComplexA(const ComplexA& ref){real = ref.real; image = ref.image; cout<<"Copy Constructor"<<endl;}
    //析构函数(destructor)
    ~ComplexA(){cout<<"Destructor"<<endl;}

    //Operator Overload ： +
    ComplexA operator+(ComplexA& ref)
    {
        return ComplexA(real + ref.real, image + ref.image);
    }

    //Operator Overload ： -
    ComplexA operator-(ComplexA& ref)
    {
        return ComplexA(real - ref.real, image - ref.image);
    }

    //Operator Overload ： *
    ComplexA operator*(ComplexA& ref)
    {
        return ComplexA(real * ref.real, image * ref.image);
    }

    //Operator Overload ： /
    ComplexA operator/(ComplexA& ref)
    {
        return ComplexA(real / ref.real, image / ref.image);
    }

    //display
    void display(void){cout<<real<<"+"<<image<<"i"<<endl;}
private:
    double real;    //复数的实部
    double image;   //复数的虚部
};

class ComplexB
{
public:
    //默认构造函数（Default constructor）
    ComplexB(){cout<<"Default Constructor"<<endl;}
    //带参数的构造函数(The constructor with parameters)
    ComplexB(double re, double im):real(re),image(im){cout<<"Parameter Constructor"<<endl;}
    //拷贝构造函数（Copy constructor）
    ComplexB(const ComplexB& ref){real = ref.real; image = ref.image; cout<<"Copy Constructor"<<endl;}
    //析构函数(destructor)
    ~ComplexB(){cout<<"Destructor"<<endl;}

    //Operator Overload ： +
    friend ComplexB operator+(ComplexB& ref1, ComplexB& ref2)
    {
        return ComplexB(ref1.real + ref2.real, ref1.image + ref2.image);
    }

    //Operator Overload ： -
    friend ComplexB operator-(ComplexB& ref1, ComplexB& ref2)
    {
        return ComplexB(ref1.real - ref2.real, ref1.image - ref2.image);
    }

    //Operator Overload ： *
    friend ComplexB operator*(ComplexB& ref1, ComplexB& ref2)
    {
        return ComplexB(ref1.real * ref2.real, ref1.image * ref2.image);
    }

    //Operator Overload ： /
    friend ComplexB operator/(ComplexB& ref1, ComplexB& ref2)
    {
        return ComplexB(ref1.real / ref2.real, ref1.image / ref2.image);
    }

    //display
    void display(void){cout<<real<<"+"<<image<<"i"<<endl;}
private:
    double real;    //复数的实部
    double image;   //复数的虚部
};


class ComplexC
{
public:
    //默认构造函数（Default constructor）
    ComplexC(){cout<<"Default Constructor"<<endl;}
    //带参数的构造函数(The constructor with parameters)
    ComplexC(double re, double im):real(re),image(im){cout<<"Parameter Constructor"<<endl;}
    //拷贝构造函数（Copy constructor）
    ComplexC(const ComplexC& ref){real = ref.real; image = ref.image; cout<<"Copy Constructor"<<endl;}
    //析构函数(destructor)
    ~ComplexC(){cout<<"Destructor"<<endl;}

    //Get Data
    double GetReal(void){return real;}
    double GetImage(void){return image;}

　　//display
    void display(void){cout<<real<<"+"<<image<<"i"<<endl;}
private:
    double real;    //复数的实部
    double image;   //复数的虚部
};

//Operator Overload ： +
ComplexC operator+(ComplexC& ref1, ComplexC& ref2)
{
    return ComplexC(ref1.GetReal() + ref2.GetReal(), ref1.GetImage() + ref2.GetImage());
}

//Operator Overload ： -
ComplexC operator-(ComplexC& ref1, ComplexC& ref2)
{
    return ComplexC(ref1.GetReal() - ref2.GetReal(), ref1.GetImage() - ref2.GetImage());
}

//Operator Overload ： *
ComplexC operator*(ComplexC& ref1, ComplexC& ref2)
{
    return ComplexC(ref1.GetReal() * ref2.GetReal(), ref1.GetImage() * ref2.GetImage());
}

//Operator Overload ： /
ComplexC operator/(ComplexC& ref1, ComplexC& ref2)
{
    return ComplexC(ref1.GetReal() / ref2.GetReal(), ref1.GetImage() / ref2.GetImage());
}

int main(void)
{
    ComplexA C1(2,4), C2(1, 2), C3;
    C3 = C1 + C2; C3.display();
    C3 = C1 - C2; C3.display();
    C3 = C1 * C2; C3.display();
    C3 = C1 / C2; C3.display();
    cout <<"--------------------------------------"<<endl;
    ComplexB C4(2,4), C5(1, 2), C6;
    C6 = C4 + C5; C6.display();
    C6 = C4 - C5; C6.display();
    C6 = C4 * C5; C6.display();
    C6 = C4 / C5; C6.display();
    cout <<"--------------------------------------"<<endl;
    ComplexC C7(2,4), C8(1, 2), C9;
    C9 = C7 + C8; C9.display();
    C9 = C7 - C8; C9.display();
    C9 = C7 * C8; C9.display();
    C9 = C7 / C8; C9.display();
    return 0;
}

3、应用举例(对象 ? 基本数据类型 or 基本数据类型 ? 对象)

上面的例子中是对象和对象之间的运算符重载，如果需要一个是对象 + char/int/float/double，或者反过来 char/int/float/double + 对象，这时上面的程序的重载方式就不适用了。

需要定义新的重载，如下列程序所示。

#include <iostream>
using namespace std;

class ComplexD
{
public:
    ComplexD(double re = 0, double im = 0):real(re),image(im){}

    ComplexD operator+(ComplexD& ref){return ComplexD(real+ref.real, image+ref.image);};
    ComplexD operator+(int a){cout<<"IN\t int \t\t";return ComplexD(real+a, image);};
    ComplexD operator+(double d){cout<<"IN\t double \t";return ComplexD(real+d, image);};
    ComplexD operator+(float f){cout<<"IN\t float \t\t";return ComplexD(real+f, image);};

    void display(void){cout<<real<<"+"<<image<<"i"<<endl;}
    double GetReal(void){return real;}
    double GetImage(void){return image;}
private:
    double real;
    double image;
};

ComplexD operator+(int a, ComplexD& ref){cout<<"OUT\t int \t\t";return ComplexD(ref.GetReal()+a, ref.GetImage());};
ComplexD operator+(double d, ComplexD& ref){cout<<"OUT\t double \t";return ComplexD(ref.GetReal()+d, ref.GetImage());};
ComplexD operator+(float f, ComplexD& ref){cout<<"OUT\t float \t\t";return ComplexD(ref.GetReal()+f, ref.GetImage());};

int main(void)
{
    ComplexD D1(2,4), D2;
    D2 = D1 + 2; D2.display();
    D2 = D1 + 2.1f; D2.display();
    D2 = D1 + 2.1; D2.display();

    D2 = 2 +D1; D2.display();
    D2 = 2.1f + D1; D2.display();
    D2 = 2.1 +D1; D2.display();

    return 0;
}

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C++运算符重载——重载二元运算符

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