类操作符重载的相关规定与具体实现示例

前言

　　有书这么说过，C++设计的最大目的在于允许程序员定义自己的类型，并使它们用起来跟内置类型一样容易和直观。就目前看来，要实现这一点，最核心的莫过于操作符的重载。科学的重载可以让类的使用最大程度地接近内置类型。本文将讨论类操作符重载涉及到的一些原则和具体做法。

实现类操作符重载的两种思路

　　1. 友元函数法: 将待重载操作符视作非成员函数( 它声明为操作数类型的友元函数 )

　　应当采用这种机制重载的运算符有：IO操作符，算数操作符，关系操作符。

　　2. 成员函数法: 将待重载操作符视作特殊的成员函数。

　　应当采用这种机制重载的运算符有：赋值操作符，下标操作符，箭头操作符，自增自减操作符。

　　对于其他的操作符，两种机制均可。至于为什么这么规定，请参阅相关C++教材，本文不详述。

示例一：输出操作符的重载( 友元函数法 )

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

/*
 * 定义一个简单的书类
*/
class Book {
public:
    // 将输出操作符函数设定为书类的友元函数
    friend ostream & operator<< (ostream & out,const Book &b );
    Book(string bookName, double price) {
        this->bookName = bookName;
        this->price = price;
    }
    string getName() const {
        return bookName;
    }
    double getPrice() const {
        return price;
    }
private:
    string bookName;
    double price;
};
    
/*
 * 下为输出操作符重载函数
 * 对象设置为引用类型的目的仅仅是为了避免复制，故加上const声明。
*/
ostream &
operator<< (ostream & out, const Book &b) {
    out << "书名: " << b.getName() << " 价格: " << b.getPrice();

    return out;
}

int main()
{
    Book book1("C++ Primer", 99.0);
    Book book2("编程珠矶", 39.0);

    /*
     * 像使用内置类型一样使用对象
    */
    cout << book1 << endl;
    cout << book2 << endl;

    return 0;
}

　　运行结果：

　　

　　小结：

　　　　1. 输出操作符的格式化操作应当尽量少

　　　　2. 为什么说IO操作符重载不能够用成员函数法重载？请查阅C++相关教材。

示例二：赋值操作符的重载( 成员函数法 )

　　接上例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

/*
 * 定义一个简单的书类
*/
class Book {
public:
    // 将输出操作符函数设定为书类的友元函数
    friend ostream & operator<< (ostream & out,const Book &b );
    /*
     * 下为输出操作符重载函数
      * 对象设置为引用类型的目的仅仅是为了避免复制，故加上const声明。
    */
    Book & operator= (const Book &b) {
        bookName = b.getName();
        price = b.getPrice();

        return *this;
    }
    Book(string bookName, double price) {
        this->bookName = bookName;
        this->price = price;
    }
    string getName() const {
        return bookName;
    }
    double getPrice() const {
        return price;
    }
private:
    string bookName;
    double price;
};
    
/*
 * 下为输出操作符重载函数
 * 对象设置为引用类型的目的仅仅是为了避免复制，故加上const声明。
*/
ostream &
operator << (ostream & out, const Book &b) {
    out << "书名: " << b.getName() << " 价格: " << b.getPrice();

    return out;
}

int main()
{
    Book book1("C++ Primer", 99.0);
    Book book2("编程珠矶", 39.0);

    /*
     * 像使用内置类型一样使用对象
    */
    cout << book1 << endl;
    cout << book2 << endl;

    // 将book2赋值给book1后输出
    book1 = book2;
    cout << book1 << endl;

    return 0;
}

　　运行结果