实现C++运算符重载的方法实例



实现C++运算符重载的方法实例。重载运算符形式: “函数operator+重载了运算符+”。为理解在加法运算符重载后,执行表达式也就是调用已经定义的函数的过程,可以将两个整数相加也想成调用如下的函数:
int operator + (int x,int b)
{return (x+b);}

假如表达式8+9,就调用以上的函数,把8与9作为调用函数的实参,函数的返回值为17;这便是使用c++函数的方法理解运算符。以下程序重载运算符“+”,使之用于复数相加。

重载运算符“+”,使该加法可以用于两个复数相加。重载加法运算实例如下:
#include <iostream>
using namespace std;
class Complex
{
public:
Complex( ){real=0;imag=0;}
Complex(double r,double i){real=r;imag=i;}
Complex operator+(Complex &c2);//声明重载运算符的函数
void display( );
private:
double real;
double imag;
};
Complex Complex∷operator+(Complex &c2) //定义重载运算符的函数
{
Complex c;
c.real=real+c2.real;
c.imag=imag+c2.imag;
return c;
}

void Complex∷display( )
{
cout<<″(″<<real<<″,″<<imag<<″i)″<<endl;
}

int main( )
{
Complex c1(3,4),c2(5,-10),c3;
c3=c1+c2; //运算符+用于复数运算
cout<<″c1=″;c1.display( );
cout<<″c2=″;c2.display( );
cout<<″c1+c2=″;c3.display( );
return 0;
}
运行结果与例10.1相同:
c1=(3+4i)
c2=(5-10i)
c1+c2=(8,-6i)

请比较以上实例与下面程序的不同,只有两处不同:

#include <iostream>
using namespace std;
class Complex //定义Complex类
{
public:
Complex( ){real=0;imag=0;}    //定义构造函数
Complex(double r,double i){real=r;imag=i;}  //构造函数重载
Complex complex_add(Complex &c2);  //声明复数相加函数
void display( );  //声明输出函数
private:
double real;  //实部
double imag;  //虚部
};


Complex Complex∷complex_add(Complex &c2)
{
Complex c;
c.real=real+c2.real;
c.imag=imag+c2.imag;
return c;
}

void Complex∷display( ) //定义输出函数
{
cout<<″(″<<real<<″,″<<imag<<″i)″<<endl;
}
int main( )
{
Complex c1(3,4),c2(5,-10),c3;//定义3个复数对象
c3=c1.complex_add(c2); //调用复数相加函数
cout<<″c1=″; c1.display( );//输出c1的值
cout<<″c2=″; c2.display( );//输出c2的值
cout<<″c1+c2=″; c3.display( );//输出c3的值
return 0;
}

  1. 在例第一个例子中以operator+函数取代了例第二个例子中的complex_add函数,而且只是函数名不同,函数体和函数返回值的类型都是相同的。
  2. 在main函数中,以“c3=c1+c2;”取代了例10.1中的“c3=c1.complex_add(c2);”。在将运算符+重载为类的成员函数后,C++编译系统将程序中的表达式c1+c2解释为
    c1.operator+(c2)  //其中c1和c2是Complex类的对象
    即以c2为实参调用c1的运算符重载函数operator+(Complex &c2),进行求值,得到两个复数之和。

虽然重载运算符所实现的功能完全可以用函数实现,但是使用运算符重载能使用户程序易于编写、阅读和维护。在实际工作中,类的声明和类的使用往往是分离的。假如在声明Complex类时,对运算符+,-,*,/都进行了重载,那么使用这个类的用户在编程时可以完全不考虑函数是怎么实现的,放心大胆地直接使用+,-,*,/进行复数的运算即可,十分方便。
对上面的运算符重载函数operator+还可以改写得更简练一些:
Complex Complex∷operator + (Complex &c2)
{return Complex(real+c2.real, imag+c2.imag);}

需要说明的是: 运算符被重载后,其原有的功能仍然保留,没有丧失或改变。通过运算符重载,扩大了C++已有运算符的作用范围,使之能用于类对象。

运算符重载对C++有重要的意义,把运算符重载和类结合起来,可以在C++程序中定义出很有实用意义而使用方便的新的数据类型。运算符重载使C++具有更强大的功能、更好的可扩充性和适应性,这是C++最吸引人的特点之一。

  1. C++不允许用户自己定义新的运算符,只能对已有的C++运算符进行重载。
  2. C++允许重载的运算符。

C++中绝大部分的运算符允许重载,不能重载的运算符只有5个:
.  (成员访问运算符)
.* (成员指针访问运算符)
∷ (域运算符)
sizeof(长度运算符)
?: (条件运算符)