C++ prime 第五版 第14章 重载运算与类型转换

本文主要是介绍C++ prime 第五版 第14章 重载运算与类型转换，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、基本概念

重载的运算符是具有特殊名字的函数：它们的名字由关键字operator和其后要定义的运算符号共同组成。和其他函数一样，重载的运算符也包含返回类型、参数列表以及函数体。

我们不能为内置类型的运算对象重定义运算符。对于一个运算符函数来说，它或者说类的成员，或者至少含有一个类类型的参数。

直接调用一个重载的运算符函数

某些运算符不应该被重载

使用与内置类型一致的含义

选择作为成员或者非成员

二、输入和输出运算符

IO标准库分别使用>>和<<执行输入和输出操作。对这两个运算符来说，IO库定义了用其读写内置类型的版本，而类则需要自定义适合其对象的新版本以支持IO操作。

1. 重载输出运算符<<

通常情况下，输出运算符的第一个形参是一个非常量ostream对象的引用。第二个形参一般来说是一个常量的引用，该常量是我们想要打印的类类型。第二个形参是引用的原因是我们希望复制实参；而之所以该形参可以设常量是因为（通常情况下）打印对象不会改变对象的内容。

为了与其他输出运算符保持一致，operator<<一般要返回它的ostream形参。

输出运算符尽量减少格式化操作

输入输出运算符必须是非成员函数

如果我们希望为类自定义IO运算符，则必须将其定义成非成员函数。IO运算符通常需要读写类的非公有数据成员，所以IO运算符一般被声明为友元。

2. 重载输入运算符 >>

通常情况下，输入运算符的第一个形参是运算符将要读取的流的引用，第二个形参是将要读入到的（非常量）对象的引用。该运算符通常会返回某个给定流的引用。第二个形参之所以必须是个非常量是因为输入运算符本身的目的就是将数据读入到这个对象中。

三、 算术和关系运算符

通常情况下，我们把算数和关系运算符定义为非成员函数以允许对左侧或右侧的运算对象进行转换。形参是常量的引用。

1. 相等运算符

2. 关系运算符

四、赋值运算符

五、下标运算符

表示容器的类通常可以通过元素在容器中的位置访问元素，这些类一般会定义下标运算符 operator[ ]。

下标运算符必须是成员函数。

六、递增和递减运算符

定义前置递增/递减运算符

区分前置和后置运算符

普通地重载形式无法区分前置和后置运算符。为了解决这个问题，后置版本接受一个额外的（不被使用）int类型的形参。当我们使用后置运算符时，编译器为这个形参提供一个值为0的实参。这个形参的唯一作用时区分前置版本和后置版本的函数，而不是真的要在实现后置版本时参与运算。

显式地调用后置运算符

七、成员访问运算符

对箭头运算符返回值的限定

八、函数调用运算符

如果类重载了函数调用符，则我们可以像使用函数一样使用该类的对象。因为这样的类同时也能存储状态，所以与普通函数相比它们更加灵活。

函数调用运算符必须是成员函数。一个类可以定义多个不同版本的调用运算符，相互之间应该在参数数量或类型上有所区别。

如果类定义了调用运算符，则该类的对象称作函数对象。因为可以调用这种对象，所以我们说这些对象的“行为像函数一样”。

含有状态的函数对象类

函数对象类通常含有一些数据成员，这些成员被用于定制调用运算符中的操作。

例如，定义一个打印string实参内容的类。

函数对象常常作为泛型算法的实参。

1. lambda是函数对象

当我们编写了一个lambda后，编译器将该表达式翻译成一个未命名类的未命名对象。在lambda表达式产生的类中含有一个重载的函数调用运算符。

默认情况下lambda不能改变它捕获的变量。因此在默认情况下，由lambda产生的类当中的函数调用运算符是一个const成员函数。如果lambda被声明成可变的，则调用运算符就不是const的了。

表示lambda及相应捕获行为的类

2. 标准库定义的函数对象

标准库定义了一组表示算术运算符、关系运算符和逻辑运算符的类，每个类分别定义了一个执行命名操作的调用运算符。这些类型定义在functional头文件中。

在算法中使用标准库函数对象

标准库规定其函数对象对于指针也同样适用。

3. 可调用对象与function

C++语言中有几种可调用的对象：函数、函数指针、lambda表达式、bind创建的对象以及重载了函数调用运算符的类。

不同类型可能具有相同的调用形式

标准库function类型

function是一个模板，定义在functional头文件中。当创建一个具体的function类型时我们必须提供额外的信息。

在此例中所谓额外的信息是指function类型能够表示的对象的调用形式。

重载的函数与function

九、重载、类型转换与运算符

转换构造函数和类型转换运算符共同定义了类类型转换，这样的转换有时也被称作用户定义的类型转换。

1. 类型转换运算符

类型转换运算符是类的一种特殊成员函数，它负责将一个类类型的值转换成其他类型。类型转换函数的一般形式如下所示：

        operator type() const;

其中type表示某种类型。类型转换运算符可以面向任意类型（除了void之外）进行定义，只要该函数能作为函数的返回类型。

显式的类型转换运算符

不过存在一个例外，即如果表达式被用作条件，则编译器会将显式的类型转换自动应用于它。

2. 避免有二义性的类型转换

实参匹配和相同的类型转换

二义性与转换目标为内置类型的多重类型转换

重载函数与转换构造函数

重载函数与用户定义的类型转换

3. 函数匹配与重载运算符

重载的运算符也是重载的函数。

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