C++ 面向对象的三个特点--多态性（二）

• 运算符重载

运算符重载，就是对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型。

1. 类外部的运算符重载

首先，我们通过一个例子来说明为什么要有运算符重载。

// Complex.h
class Complex
{
public:
    int a;
    int b;
    Complex(int i = 0, int j = 0)
    {   a = i;b = j; }
};
// main
#include "stdafx.h"
#include "stdlib.h"
#include "Complex.h"
// 类外部定义的运算符重载
Complex operator+(Complex c1, Complex c2)
{
    Complex temp;
    temp.a = c1.a + c2.a;
    temp.b = c1.b + c2.b;
    return temp;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Complex com1(1, 3), com2(2,4);
    Complex total;
    total = com1 + com2;
    printf("total.a = %d, total.b = %d\n", total.a, total.b);

    system("pause");
    return 0;
}

说明：

C++知道如何把两个int型数据相加，但是他们不能把两个类Complex直接相加，运算符重载就是为了解决这种类似的问题，也极大的丰富了运算符的特性。

C++语言对运算符重载的规则：

（1）.运算符重载是针对新类型数据的需要，对原有运算符进行适当的改造完成的。一般来讲，重载的功能应当与原来的功能类似。

（2）.C++语言中只能重载原先已经定义了的运算符，程序员不能自己臆造新的运算符来扩充C++语言。

（3）.以下的几个运算符是不能重载的：类属关系运算符“.”、成员指针运算符“*”、作用域分辨符“::”、sizeof运算符和三目运算符“?:”。

（4）.不能改变运算符的操作个数。

（5）.不能改变运算符的原有优先级。

（6）.不能改变运算符的原有结合特性。

2. 友元运算符函数

我们上面看到的运算符重载是在类的外部定义的，它只能访问类中的公有成员数据。实际上，运算符重载函数一般采用以下两种形式：一是成员运算符函数重载，而是友元运算符函数重载。

友元运算符函数的定义规则是：

类的内部声明格式

Class X{

// ···

Friend 返回类型 operator 运算符（形参表）

// ···};

类的外部定义格式

返回类型 operator 运算符（形参表）

{

    函数体

}

友元函数不是该类的成员函数，所以在类外部定义是不需要写上这个类的类名，由于友元函数没有this指针，所以如果友元运算符函数重载的是双目运算符，则参数表中有两个操作数，如果是单目运算符，则是一个操作数。

// Complex.h
class Complex
{
public:
    Complex(int i = 0, int j = 0)
    {
       a = i;
       b = j;
    }

    friend Complex operator+(Complex c1, Complex c2);
public:
    int a;
    int b;
};
// Complex.cpp
#include "StdAfx.h"
#include "Complex.h"
Complex operator+(Complex c1, Complex c2)
{
    Complex temp;
    temp.a = c1.a + c2.a;
    temp.b = c1.b + c2.b;
    return temp;
}
// main
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Complex com1(1, 3), com2(2,4);
    Complex total;
    total = com1 + com2;
    printf("total.a = %d, total.b = %d\n", total.a, total.b);
    system("pause");
    return 0;
}

有一个需要注意的地方，就是友元函数重载“++”、“--”这样的运算符，可能会出现问题。

说明：

（1）. 运算符重载可以返回任何类型，但通常与他所操作的类的类型相同。

（2）. 重载运算符时，最好保持运算符的原含义，以防混淆。

（3）. C++中，用户不能定义新的运算符，只能从已有的运算符中选择一个恰当的运算符进行重载。

（4）. 不能用友元函数重载以下运算符：=，()，[]，->

3.成员运算符重载

把运算符函数定义为某个类的成员函数，称为成员运算符重载。

// Complex.h
class Complex
{
public:
    Complex(int i = 0, int j = 0)
    {
       a = i;
       b = j;
    }
    Complex operator+(Complex c);

public:
    int a;
    int b;
};
// Complex.cpp
#include "StdAfx.h"
#include "Complex.h"

Complex Complex::operator+(Complex c)
{
    Complex temp;
    temp.a = a + c.a;
    temp.b = b + c.b;
    return temp;
}
// main
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Complex com1(1, 3), com2(2,4);
    Complex total;
    total = com1 + com2;
    printf("total.a = %d, total.b = %d\n", total.a, total.b);
    system("pause");
    return 0;
}

我们来比较以下成员运算符函数与友元运算符函数的差别：

对双目运算符而言，成员运算符函数由于有this指针，所以只带有一个参数，而友元运算符函数带有两个参数。对单目运算符而言，成员运算符函数不带参数，而友元运算符函数带一个参数。