本文主要是介绍学习记录——day41 运算符重载,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!
运算符默认不支持自定义的类,但是可以通过运算符重载扩展运算符的属于范围
运算符重载,也是实现泛型编程的一种,能够实现“一符多用”,可以使用运算符重载来完成对象与对象之间的符号运算
注:运算符重载仅针对类对象 不影响基础数据类型
一、运算符重载函数
1)函数名:统一为 operator# //这里的#表示要被重载的运算符
2)参数:根据运算符的功能和位置而定,
如:全局函数版双目运算符参数有两个,成员函数版双目运算符参数一个
全局函数版,单目运算符参数有一个,成员函数版单目运算符参数无
3> 返回值:根据实际情况而定
二、调用原则和调用机制
调用时机:当对象使用该运算符时,系统自动调用运算符重载函数
调用机制:左调右参原则,运算符左侧是函数的调用者,运算符右侧是函数的参数
例如:a = b; //a.operator=(b);
s1 + s2; //s1.operator+(s2);
下列以此类为例:
class Complax
{
private:
int real; //实部
int vir; //虚部
public:
......
};
三、算数运算符重载
1)种类:+、-、*、/、%
2)算术运算符属于双目运算符,格式:L # R; L表示左操作数,#表示运算符号,R表示右操作数
3)左操作(L):既可以是左值也可以是右值
右操作数(R):既可以是左值也可以是右值
运算结果:只能是右值
4)格式:
成员函数版:const 类名 operator#(const 类名 &R) const
解析:第一个const保护运算结果不被修改
第二个const保护右操作数在运算过程中不被修改
第三个const保护左操作数自身在运算过程中不被修改
全局函数版:const 类名 operator#(const 类名 &L,const 类名 &R)
以 + 为例 (参数、返回值、函数体内部逻辑根据实际情况改变)
成员函数版
class Complax
{
private:int real; //实部 int vir; //虚部
public://成员函数版const Complax operator+(const Complax &R)const{Complax temp; //无参构造temp.real = this->real + R.real;temp.vir = this->vir + R.vir;return temp;}
};
全局函数版
//全局函数版class Complax
{
private:int real; //实部 int vir; //虚部
public://实现全局函数版,需要将全局函数版设置成友元函数friend const Complax operator+(const Complax &L, const Complax &R);
};const Complax operator-(const Complax &L, const Complax &R)
{Complax temp; //无参构造temp.real = L.real - R.real;temp.vir = R.vir - R.vir;return temp;
}
四、赋值类运算符重载
1)种类:=、+=、-=、*=、/=、%=
2)赋值运算符属于双目运算符,格式:L # R; L表示左操作数,#表示运算符号,R表示右操作数
3)左操作(L):只能是左值
右操作数(R):既可以是左值也可以是右值
运算结果:左操作数自身的引用
4)格式:
成员函数版:类名 & operator#(const 类名 &R)
全局函数版:类名 & operator#( 类名 &L,const 类名 &R)
五、关系运算符重载函数
1)种类:>、=、
2)关系运算符属于双目运算符,格式:L # R; L表示左操作数,#表示运算符号,R表示右操作数
3)左操作(L):既可以是左值也可以是右值
右操作数(R):既可以是左值也可以是右值
运算结果:bool类型的右值
4)格式:
成员函数版:const bool operator#(const 类名 &R) const
全局函数版:const bool operator#(const 类名 &L,const 类名 &R)
六、单目运算符
1)种类:-(负号) 、!
2)格式:# R; #表示运算符号,R表示右操作数
3)操作数(R):既可以是左值也可以是右值
运算结果:同类的一个右值
4)格式:
成员函数版:const 类名 operator#() const
全局函数版:const bool operator#(const 类名 &R)
七、自增自减运算
1)种类:++ 、 --
2)格式:# R; #表示运算符号,R表示右操作数
3)操作数(R):只能是左值
运算结果:
前置:是自身的引用
成员格式:类名 &operator#()
全局格式:类名 &operator#(类名 &R)
后置:临时值
成员格式:类名 operator#(int)
全局格式:类名 operator#(类名 &R, int)
八、插入和提取运算符重载
1)插入和提取运算符的来源
namespace std
{
ostream cout;
istream cin;
}
2)由于运算符重载函数的调用遵循左调有参原则,所以,自定义类的重载函数,需要流对象和自定义类的对象
例如:cout
3)此时,原则上来说,需要在流所在的类对象中,写成员函数,难度较大,所以,对于该类的重载函数,我们只能实现全局函数版,将该函数作为类的友元函数
4)由于不需要使用istream和ostream类中的私有成员,所以,全局函数版的重载函数不需要在流对应的类中,声明友元函数
如果,重载函数中,需要使用自定义的类中的私有成员,则需要在自定义类中,声明该全局函数为友元函数
5)格式:
ostream& operator
istream& operator>>(istream &L, 类名 &R)
九、类型转换运算符
1)有时,需要将类对象进行强制类型转换为其他数据类型,此时就需要在类体内提供类型转换运算符重载函数
2)定义格式: operator 要转换的类型() { 返回对应类型的数据 }
十、函数对象(仿函数)
1)本质上就是重载 () 运算符,由于调用时,跟函数调用一样,所以称为仿函数
2)定义格式: operator() (参数列表) {函数体内容}
3)调用格式:对象名(实参名); //对象 . operator() (实参名)
十一、运算符重载的限制
1>不能重载运算符 ::(作用域解析)、.(成员访问)、.*(通过成员指针的成员访问)及 ?:(三元条件)。
2>不能创建新运算符,例如 **、<> 或 &|。
3>运算符 && 与 || 的重载失去短路求值。
4>重载的运算符 -> 必须要么返回裸指针,要么(按引用或值)返回同样重载了运算符 -> 的对象。
5>不可能更改运算符的优先级、结合方向或操作数的数量。
6>&&、|| 和 ,(逗号)在被重载时失去其特殊的定序性质,并且即使不使用函数调用记法,也表现为与常规的函数调用相似。
(C++17 前)
示例
#include <iostream>using namespace std;//定义一个复数类: 由实部和虚部组成的一个数据 a + bi
class Complax
{
private:int real; //实部int vir; //虚部public:Complax() {cout<<"无参构造"<<endl;} //无参构造Complax(int r, int v):real(r),vir(v) {cout<<"有参构造"<<endl;} //有参构造~Complax() {cout<<"析构函数"<<endl;} //析构函数//定义输出函数void show(){if(vir > 0){cout<<real << "+"<<vir<<"i"<<endl;}else{cout<<real << vir<<"i"<<endl;}}//定义成员函数版完成两个复数相加:实部+实部 虚部+虚部const Complax operator+(const Complax &R)const{Complax temp; //无参构造temp.real = this->real + R.real;temp.vir = this->vir + R.vir;return temp;}//实现全局函数版,需要将全局函数版设置成友元函数friend const Complax operator-(const Complax &L, const Complax &R);//成员函数版完成加等于运算符重载: 实部 += 实部 虚部+=虚部Complax &operator+=(const Complax &R){this->real += R.real;this->vir += R.vir;return *this;}//定义成员函数版完成关系运算符重载: 实部>实部 && 虚部>虚部bool operator>(const Complax &R)const{return this->real>R.real && this->vir>R.vir;}//定义成员函数版完成负号运算符重载: 实部 = -实部 虚部=-虚部const Complax operator-()const{Complax temp;temp.real = -this->real;temp.vir = -this->vir;return temp;}//定义成员函数版完成++前置运算: 实部 +=1 虚部+=1Complax &operator++(){this->real++;this->vir++;return *this;}//定义成员函数版完成++后置运算: 实部 +=1 虚部+=1Complax operator++(int) //这里括号中的int仅仅起到占位作用,使用的是哑元{Complax temp;temp.real = this->real++;temp.vir = this->vir++;return temp;}//将插入运算符重载函数,设置成友元函数friend ostream & operator<<(ostream &L, const Complax &R);//定义类型转换运算符重载函数operator int(){return this->real + this->vir;}//重载小括号运算符,完成仿函数void operator()(string msg){cout << msg<< endl;}};//定义全局函数版完成两个复数相减
const Complax operator-(const Complax &L, const Complax &R)
{Complax temp; //无参构造temp.real = L.real - R.real;temp.vir = R.vir - R.vir;return temp;
}//自定义插入运算符重载函数:只能实现全局函数版
ostream & operator<<(ostream &L, const Complax &R)
{//输出内容if(R.vir > 0){L<<R.real << "+"<<R.vir<<"i"<<endl;}else{L<<R.real << R.vir<<"i"<<endl;}//返回左操作数自身return L;
}int main()
{Complax c1(5,7); //有参构造c1.show(); //5+7iComplax c2(3, -2); //有参构造c2.show(); //3-2icout<<"**************************************"<<endl;Complax c3 = c1+c2; //调用加号 运算符重载函数c3.show(); //8+5icout<<"**************************************"<<endl;(c1+=c2) += c3; //调用加等于运算符重载函数c1.show(); //16+10ic2.show(); //3-2ic3.show(); //8+5icout<<"**************************************"<<endl;if(c1>c2) //调用关系运算符重载函数{cout<<"yes"<<endl;}else{cout<<"no"<<endl;}cout<<"**************************************"<<endl;Complax c4 = -c1; //调用负号运算符重载c4.show(); // -16 - 10icout<<"**************************************"<<endl;/*int num = 5;num++++; //后置自增后,返回结果是一个右值++++num; //前置自增后,返回的结果是一个左值*/Complax c5 = ++++c1; //前置自增,先加再用c5.show(); //18+12ic1.show(); //18+12icout<<"**************************************"<<endl;Complax c6 = c1++; //后置自增,先用再加c6.show(); //18+12ic1.show(); //19+13icout<<"**************************************"<<endl;cout<<c1 <<c2; //cout.operator<<(c1);cout<<"**************************************"<<endl;int num = (int)c1; //调用强制类型转换函数cout<<"num = "<<num<<endl; //32cout<<"**************************************"<<endl;//仿函数的调用c1("hello world");cout<<"**************************************"<<endl;return 0;
}
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