C++ Primer 第十四章 重载操作符与转换
14.1 重载操作符的定义
操作符(+ ,- , * , / , = , < , >)可以被内置类型使用,比如两个整数相加或相减,两个字符串相加,两个数组比较大小等等。自定义类默认是不能使用大多数操作符的。自定义类是复合类型,相加或想减或比较大小并没有相应的规则匹配:两个类相加等于什么? 两个类如何确定谁大谁小? C++允许我们通过重载运算符的技术让自定义对象支持这些操作。我们可以定义重载规则。
操作符重载语法很简单: 关键字 operator 后接操作符 比如 operator+
可以重载的操作符:
+ | - | * | / | % |
^ | & | | | ~ | ! |
= | > | < | += | -= |
*= | /= | %= | ^= | &= |
|= | >> | << | >>= | <<= |
== | != | >= | <= | && |
|| | ++ | -- | ->* | , |
-> | [] | () | operator new | operator new[] |
operator delete | operator delete [] |
不能重载的操作符:
:: | . | .* | ? : |
sizeof | typeid | new | delete |
static_cast | dynamic_cast | const_cast | reinterpret_cast |
重载操作符可以定义成类成员函数,也可以定义成非成员函数
{
public:
myclass() : age(0){};
// 成员函数定义
myclass operator+(const myclass &obj) const
{
myclass cls;
cls.age = age + obj.age;
return cls;
};
int age;
}
// 等价的非成员函数定义
myclass operator+(const myclass &obj1, const myclass &obj2)
{
myclass cls;
cls.age = obj1.age + obj2.age;
return cls;
}
成员函数定义看起来少了一个参数,实际上语法将this限定为第一个操作数。大部分操作符允许定义为成员或非成员函数,具体如何定义看个人喜好。
+ 有些操作符只能定义为成员,如果定义成非成员会产生编译错误 赋值= 下标[] 调用() 箭头访问-> 都不允许定义成非成员函数。
+ 有些操作符只能定义为非成员,如 输入 << 输出 >> 操作符
+ 改变自身状态的建议定义为成员函数,例如 自增++ 自减-- 解引 复合操作+= -= 等
+ 对称操作符建议定义为非成员函数,例如加减 + - 比较 < == >
+ 成员函数中可以使用 this 而非成员函数中无法使用,因为函数不属于任何对象。
重载操作符至少要包含一个类类型操作数
myclass operator+(myclass *obj1, const myclass *obj2) // 操作数至少要包含一个类类型,防止用户修改内置类型的操作符,如果用户定义 int operator+(int a,int b) 意味着用户要修改int类型的加法操作符。
输入操作符:
{
temp << obj.size;
return temp;
}
输出操作符:
{
tmp >> obj.size;
return temp;
}
输入输出操作符返回都必须是引用,且第一个形参也是引用,前面章节中已说明 IO对象无法复制或者赋值。
这两个操作符只能定义成非成员函数,原因在于第一形参必须是IO对象引用,而定义为成员函数时第一个参数被省略且被限定为 this 所以只能定义成非成员函数。
算数运算符:
{
myclass cls;
cls.age = obj1.age + obj2.age;
return cls;
}
myclass operator-(const myclass &obj1, const myclass &obj2)
{
myclass cls;
cls.age = obj1.age - obj2.age;
return cls;
}
bool operator==(const myclass &obj1, const myclass &obj2)
{
return obj1.age == obj2.age;
}
bool operator>(const myclass &obj1, const myclass &obj2)
{
return obj1.age > obj2.age;
}
赋值=操作符:
{
age = obj.age;
return *this;
};
下标操作符:
string& operator[] (const size_t index) // 返回左值(引用) 下标操作可读可写
下标操作可实现const重载
string& operator[] (const size_t index) // 下标操作可读可写
const string& operator[] (const size_t index) const // 下标操作只读
调用规则是 const对象调用const版,非const调用非const版
myclass a ;
a[1] ; // 调用非const版
const myclass b ;
b[1] ; // 调用const版
解引操作符:
{
public:
void show(int p){cout << p << endl;};
}
class myclass
{
public:
myclass:sp(p) (cls *p)
cls &operator*(){return *sp;}; // 解引返回具体类
cls *operator->(){return sp;}; // 箭头返回类指针,实际使用时返回的指针会立刻再做系统的箭头操作
const cls &operator*() const {return *sp;}; // const重载版本
const cls *operator->() const {return sp;}; // const重载版本
private:
cls *sp;
}
cls a;
myclass t(&a) ;
cls b = *t ; // 调用解引操作符,返回cls类对象
t->show(3) ; // 调用箭头操作符,调用cls对象的show()方法
此时t是对象而不是指针,如果t是指针,则会调用系统解引和箭头操作:
cls *j = &t;
*j ; // 返回 myclass对象
j->show(3) ; // 调用myclass对象的show方法,本例中myclass没有定义方法,运行时报错
自增操作符:
{
public:
int ls[4];
int *cur;
myclass:ls{2,3,1,5},cur(ls){};
myclass &operator++(){ cur ++; return *this;}; // ++myclass重载,返回引用或对象
myclass operator++(int){ myclass tmp(*this); cur ++; return tmp;}; // myclass++重载,只能返回对象(不允许返回局部对象的引用)
}
myclass++重载多了形参int,只起到标识作用。
使用和内置类自增没审美区别,自减和自增类似。
调用操作符:
{
public:
int operator() (int i){ return i + 2;};
}
定义了调用操作符的类对象叫做 函数对象 ,因为他们的对象行为类似函数
myclass obj;
int j = obj(5) ; // 使用调用操作符重载函数 j = 7
转换操作符:
{
public:
operator int() const (){ return a;};
在下列情况下函数执行:
1. 表达式中 1 + obj; 2 < obj;
2. 条件中 if(obj) 先转换成int 在转成bool
3. 传参或返回值时