C++：运算符重载函数之成员运算符重载函数

5.2.3 成员运算符重载函数

在C++中可以把运算符重载函数定义为某个类的成员函数，称之为成员运算符重载函数。

1. 定义成员运算符重载函数的语法形式
(1)在类的内部，定义成员运算符重载函数的格式如下：
函数类型 operator 运算符（形参表）
{
       函数体
}

（2）成员运算符重载函数也可以在类中声明成员函数的原型，在类外定义。

在类的内部，声明成员运算符重载函数原型的格式如下：
class X{
      ...
      函数类型 operator运算符(参数表);
};
在类的外部定义，定义成员运算符重载函数原型的格式如下：
函数类型 operator运算符(参数表)
{
      函数体
}

其中，X是友元函数的运算符重载函数所在类的类名；函数类型指定了成员运算符函数的返回值类型；operator是定义运算符重载函数的关键字；运算符即是要重载的运算符名称,必须是C++中可重载的运算符；形参表中给出重载运算符所需要的参数和类型。由于成员运算符重载函数是该类的成员函数，所以在类外定义时必须缀上类名。

注意：在成员运算符重载函数的形参表中，若运算符是单目的，则参数表为空；若运算符是双目的，则参数表中有一个操作数。

2. 双目运算符重载

对双目运算符而言，成员运算符重载函数的形参表中仅有一个参数，它作为运算符的右操作数。另一个操作数（左操作数）是隐含的，是该类的当前对象，它是通过this指针隐含地传递给函数的。例如

calss X{
       ...
       int operator+(X a);
       ...
};
在类中声明重载"+"的成员运算符重载函数，返回类型为int，它具有两个操作数，一个是当前对象，另一个是类X的对象a。

例5.5 用成员运算符重载函数进行复数的运算。
加法：(a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i
减法：(a-bi)+(c-di)=(a-c)+(b-d)i
乘法：(a-bi)*(c-di)=(ac-bd)+(ad+bc)i
除法：(a-bi)/(c-di)=(a+bi)*(c-di)/(c*c+d*d)

#include<iostream>
using namespace std;
class Complex{
  public:
    Complex(){};
    Complex(double r,double i)
    {
     real = r;
     imag = i;
    }
    void print();
    Complex operator+(Complex co);  //声明运算符+的重载函数 
    Complex operator-(Complex co);  //声明运算符-的重载函数
    Complex operator*(Complex co);  //声明运算符*的重载函数
    Complex operator/(Complex co);  //声明运算符/的重载函数
  private:
    double real;//复数的实部 
    double imag;//复数的虚部 
};
Complex Complex::operator+(Complex co)  //定义运算符+的重载函数 
{
 Complex temp;
 temp.real = real+co.real;
 temp.imag = imag+co.imag;
 return temp;    
}
Complex Complex::operator-(Complex co)  //定义运算符-的重载函数
{
 Complex temp;
 temp.real = real-co.real;
 temp.imag = imag-co.imag;
 return temp;  
}  
Complex Complex::operator*(Complex co)  //定义运算符*的重载函数
{
 Complex temp;
 temp.real = real*co.real-imag*co.imag;
 temp.imag = real*co.imag+imag*co.real;
 return temp;
}
Complex Complex::operator/(Complex co)  //定义运算符/的重载函数
{
 Complex temp;
 double t;
 t = 1/(co.real*co.real+co.imag*co.imag);
 temp.real = (real*co.real+imag*co.imag)*t;
 temp.imag = (co.real*imag-real*co.imag)*t;
 return temp;
} 
void Complex::print() 
{
 cout<<real;
 cout<<"+"<<imag<<'i'<<endl; 
} 
int main()
{
 Complex A1(2.3,4.6),A2(3.6,2.8),A3,A4,A5,A6;
 A3 = A1+A2; //A3 = A1.operaotr+(A2) 
 A4 = A1-A2; //A3 = A1.operaotr-(A2)
 A5 = A1*A2; //A3 = A1.operaotr*(A2)
 A6 = A1/A2; //A3 = A1.operaotr/(A2)
 A1.print();
 A2.print();
 A3.print();
 A4.print();
 A5.print();
 A6.print();
 return 0; 
} 
/*
 一般而言，如果在类X中采用成员函数重载双目运算符@，成员运算符函数operator@所需要的
 一个操作数由对象aa通过this指针隐含地传递，它的另一个操作数bb在参数表中显示，则以下
 两种函数调用方法是等价的。
  
      aa@bb;                 //隐式调用 
      aa.operator@(bb);      //显示调用 
*/ 

3. （成员运算符重载函数）单目运算符重载

对单目运算符而言，成员运算符重载函数的参数表中没有参数，此时当前对象作为运算符的一个操作数。 

//例5.6 用成员函数重载单目运算符"++"

#include<iostream>
using namespace std;
class Coord{
 public:
  Coord(int i=0,int j=0)
  {
   x = i;
   y = j;
  }
  Coord operator++();        //声明成员运算符++重载函数
  //void operator++();
  void print();
 private:
  int x,y;
}; 
Coord Coord::operator++()   //定义成员运算符++重载函数
{
 ++x;
 ++y;
 return *this;              //返回当前对象的值 
}
/*
void Coord::operator++()
{
 ++x;
 ++y;
}
*/
void Coord::print()
{
 cout<<"x="<<x<<","<<"y="<<y<<endl; 
}
int main()
{
 Coord c(10,20);
 c.print();
 
 ++c;            //隐式调用 
 c.print();
 
 c.operator++(); //显示调用 
 c.print();
 
 return 0;
}
/*
  本例中主函数中调用成员运算符重载函数operator的两种方式是等价的。
    即  ++c ========== c.operator++()
    
  其格式为：     @aa;             //隐式调用
                aa.operator();   //显示调用
                
  从本例中还可以看出，当用成员函数重载单目运算时，没有参数被显示地传递给成员运算符
  。参数是通过this指针隐含地传递给函数              
                  
*/