C++中運算符的重載應(yīng)用

張 捷

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃岡 438002）

一、 什么是運算符的重載

運算符重載是對已有的運算符賦予多重含義，使同一個運算符作用于不同類型的表達(dá)式的行為。運算符重載的實質(zhì)就是函數(shù)重載。在實現(xiàn)過程中，首先把指定的運算符表達(dá)式轉(zhuǎn)化為對運算符函數(shù)的調(diào)用，運算對象轉(zhuǎn)化為運算符函數(shù)的實參，然后根據(jù)實參的類型來確定需要調(diào)用的函數(shù)，這個過程是在編譯過程中完成的。

例如：用“+”運算符完成兩個實數(shù)、兩個復(fù)數(shù)、兩個字符串的相關(guān)運算。兩個實數(shù)a=10，b=2，則兩個實數(shù)相加的結(jié)果是：a+b=10+2=12；兩個復(fù)數(shù)：a=10+2i，b=2+10i，則兩個復(fù)數(shù)相加的結(jié)果是：a+b=12+12i；兩個字符串：a=“visual”，b=“ studio”，則兩字符串連接的結(jié)果是：a+b=“visual studio”。由上例可以看出，同一個運算符“+”可以用于完成實數(shù)加法、復(fù)數(shù)加法及字符串連接等不同的運算，得到不同的結(jié)果。這就是“+”運算符的重載。因此，所謂的運算符重載就是用同一個運算符完成不同的運算操作。

二、 運算符重載的規(guī)則

對運算符進(jìn)行重載需要遵守以下規(guī)則：

（1）重載運算符限制在C＋＋語言中已有的并允許重載的運算符。C＋＋中的運算符除五個運算符“.、* 、：：、sizeof、？：”之外，其它都可重載。

（2）重載之后運算符的優(yōu)先級和結(jié)合性均不改變。這就是說，對運算符重載不改變運算符的優(yōu)先級和結(jié)合性，并且運算符重載時，單目運算符只能重載為單目運算符，雙目運算符只能重載為雙目運算符。

（3）不能改變運算符運算數(shù)的個數(shù)。在運算數(shù)中，至少有一個操作對象是自定義類型。

（4）重載運算含義必須清楚，不能產(chǎn)生二義性。運算符的重載實質(zhì)是函數(shù)重載。運算符重載一般分兩種形式，即重載為類的成員函數(shù)和重載為類的友元函數(shù)，這兩種形式都可訪問類中的私有成員。

三、 運算符重載的實現(xiàn)

在C++中，運算符的重載有兩種方法：使用類的成員函數(shù)重載和使用fiend函數(shù)重載。下面通過實例來說明這兩種重載方法的實現(xiàn)。

1、 使用成員函數(shù)重載運算符

運算符重載函數(shù)為類的成員函數(shù)的常見格式為：

返回類型 類名：：operator重載運算符（參數(shù)表）

{函數(shù)體}

其中，函數(shù)類型指定重載運算符的返回值類型；operator是定義運算符重載函數(shù)的關(guān)鍵字；運算符是要重載的運算符名稱；參數(shù)表中給出重載運算所需要的參數(shù)和類型。一般情況下，單目運算符采用成員函數(shù)形式重載時，操作數(shù)由對象的this指針給出，不需要參數(shù)；雙目運算符采用成員函數(shù)形式重載時，一個操作數(shù)是對象本身的數(shù)據(jù)，由this指針指出。參數(shù)表的參數(shù)為第二操作數(shù)，只需一個參數(shù)?？傊?，當(dāng)運算符重載為類的成員函數(shù)時，除后置“＋＋、--”外，函數(shù)的參數(shù)個數(shù)比原來的操作數(shù)個數(shù)少一個。

實例：定義一個復(fù)數(shù)類，重載“=”運算符，使這個運算符能直接完成復(fù)數(shù)的賦值運算。

#include

Calss complex

{private：

Float real，image；

Public：

Complex（float r=0，float i=0）

{real=r；image=i；}//缺省構(gòu)造函數(shù)

Void show（int i） //顯示輸出復(fù)數(shù)

{count<<”c”<

Void operator=（complex&c）

{real=c.real；image=c.image；

}

}；

Void main（void）

{complexc1（25，20），c2；

C1.show（1）；

C2=c1；

C2.show（2）；

}

程序執(zhí)行后輸出：c1=25+50i c2=25+50i

該重載函數(shù)的函數(shù)名為“operator=”，返回類型為void，形參為復(fù)數(shù)類對象的引用complex&c。當(dāng)程序執(zhí)行主函數(shù)中的賦值語句c2=c1而遇到賦值運算符“=”時，自動調(diào)用賦值運算符“=”重載函數(shù)“operator=（）”，并將“=”運算符右邊的操作數(shù)c1作為實參，左邊操作數(shù)c2作為調(diào)用重載函數(shù)的對象，即作了一次c2.operator=（c1）的函數(shù)調(diào)用。在函數(shù)的調(diào)用過程中，實參c1傳給形參c，在函數(shù)體內(nèi)完成了復(fù)數(shù)實部與虛部的賦值操作。

2、 使用friend函數(shù)重載運算符

對于運算符op，如果它的一個操作數(shù)為類A的對象，就可以將運算符重載為A類的友元函數(shù)，該函數(shù)有兩個形參，其中一個形參的類型是A類。經(jīng)過這樣的重載后，表達(dá)式k op t就相當(dāng)于函數(shù)調(diào)用operator op（k，t）。與使用成員函數(shù)定義的方法相比較，友元函數(shù)的一般定義格式只是在前面多了一個關(guān)鍵字friend，其他項目含義相同，除格式差別外，友元函數(shù)不是k所在類的成員函數(shù)。運算符重載函數(shù)為友元函數(shù)的一般定義格式為：Friend類型operator重載運算符（參數(shù)表）{函數(shù)體}

四、 應(yīng)用運算符重載應(yīng)注意的問題

由于C++語言支持函數(shù)重載，所以才能將運算符當(dāng)成函數(shù)來使用。但是在編程過程中要適當(dāng)運用運算符重載：既不要因過分擔(dān)心自己不會用而不使用，它的本質(zhì)仍然是程序員們熟悉的函數(shù)；也不要過度的使用，如果它不能使代碼變得更加易讀易寫，那就別用，否則會增加程序出錯的可能。同時在使用運算符的重載時還要注意如下問題：

■不能改變C++內(nèi)部數(shù)據(jù)類型（如int，float等）的運算符

■不能重載“.”，因為“.”在類中對任何成員都有意義，已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)用法。

■不能重載目前C++運算符集合中沒有的符號，如#，@，$等。原因有兩點，一是難以理解，而是難以確定優(yōu)先級。

■對已經(jīng)存在的運算符進(jìn)行重載時，不能改變優(yōu)先級規(guī)則，否則將引起混亂。

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