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C++运算符重载函数作为类成员函数和友元函数.pdf
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C++运算符重载的方法
运算符重载的方法是定义一个重载运算符的函数,在需要执行被重载的运算符时,系统就自
动调用该函数,以实现相应的运算。也就是说,运算符重载是通过定义函数实现的。运算符
重载实质上是函数的重载。
重载运算符的函数一般格式如下:
函数类型 operator 运算符名称 (形参表列)
{
// 对运算符的重载处理
}
例如,想将”+”用于 Complex 类(复数)的加法运算,函数的原型可以是这样的:
Complex operator+ (Complex& c1, Complex& c2);
在上面的一般格式中,operator 是关键字,是专门用于定义重载运算符的函数的,运算符
名称就是 C++提供给用户的预定义运算符。注意,函数名是由 operator 和运算符组成,上
面的 operator+就是函数名,意思是“对运算符+重载”。只要掌握这点,就可以发现,这 类
函数和其他函数在形式上没有什么区别。两个形参是 Complex 类对象的引用,要求实参为
Complex 类对象。
在定义了重载运算符的函数后,可以说,函数 operator +重载了运算符+。在执行复数相加
的表达式 c1 + c2 时(假设 c1 和 c2 都已被定义为 Complex 类对象),系统就会调用 operator+
函数,把 c1 和 c2 作为实参,与形参进行虚实结合。
为了说明在运算符重载后,执行表达式就是调用函数的过程,可以把两个整数相加也想像为
调用下面的函数:
int operator + (int a, int b)
{
return (a+b);
}
如果有表达式 5+8,就调用此函数,将 5 和 8 作为调用函数时的实参,函数的返回值为 13。
这就是用函数的方法理解运算符。可以在例10.1 程序的基础上重载运算符“+”,使之用于复
数相加。
[例 10.2] 改写例 10.1,重载运算符“+”,使之能用于两个复数相加。
.
.
1. #include <iostream>
2. using namespace std;
3. class Complex
4. {
5. public:
6. Complex( ){real=0;imag=0;}
7. Complex(double r,double i){real=r;imag=i;}
8. Complex operator+(Complex &c2);//声明重载运算符的函数
9. void display( );
10.private:
11. double real;
12. double imag;
13.};
14.Complex Complex::operator+(Complex &c2) //定义重载运算符的函数
15.{
16. Complex c;
17. c.real=real+c2.real;
18. c.imag=imag+c2.imag;
19. return c;
20.}
21.
22.void Complex::display( )
23.{
24. cout<<"("<<real<<","<<imag<<"i)"<<endl;
25.}
26.
27.int main( )
28.{
29. Complex c1(3,4),c2(5,-10),c3;
30. c3=c1+c2; //运算符+用于复数运算
31. cout<<"c1=";c1.display( );
32. cout<<"c2=";c2.display( );
33. cout<<"c1+c2=";c3.display( );
34. return 0;
35.}
.
.
运行结果与例 10.1 相同:
c1=(3+4i)
c2=(5-10i)
c1+c2=(8,-6i)
请比较例 10.1 和例 10.2,只有两处不同:
1) 在例 10.2 中以 operator+函数取代了例 10.1 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。
可以看到,两个程序的结构和执行过程基本上是相同的,作用相同,运行结果也相同。重载
运算符是由相应的函数实现的。有人可能说,既然这样,何必对运算符重载呢?我们要从用
户的角度来看问題,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);}
return 语句中的 Complex( real+c2.real, imag+c2.imag)是建立一个临时对象,它没有对
名,是一个无名对象。在建立临时对象过程中调用构造函数。return 语句将此临时对象作
为函数返回值。
请思考,在例 10.2 中能否将一个常量和一个复数对象相加?如
c3=3+c2; //错误,与形参类型不匹配
应写成对象形式,如
c3 = Complex (3,0) +c2; //正确,类型均为对象
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
.
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