第9章運算符重載

第9章運算符重載運算符重載與函數(shù)重載相似，其目的是設置某一運算符，讓它具有另一種功能，盡管此運算符在原先C++語言中代表另一種含義，但它們彼此之間并不沖突。

C++會根據(jù)運算符的位置辨別應使用哪一種功能進行運算。9.1運算符重載概述運算符重載是對已有的運算符賦予多重含義，同一個運算符作用于不同類型的數(shù)據(jù)導致不同類型的行為。

C++中預定義的運算符的操作對象只能是基本數(shù)據(jù)類型，實際上，對于很多用戶自定義類型（比如類），也需要有類似的運算操作，這就提出了對運算符進行重新定義，賦予已有符號以新功能的要求。！~+-*&/%<<>><<=>>===!=^|&&>+=-=*=/=%=&=^=|=<<=>>=,->*->()[]=++--newdeleteC++中可以重載的運算符C++中不可以重載的運算符

..*::?:運算符重載的規(guī)則如下：（1）C++中的運算符除了少數(shù)幾個之外，全部可以重載，而且只能重載已有的這些運算符。（2）重載之后運算符的優(yōu)先級和結(jié)合性都不會改變。（3）運算符重載是針對新類型數(shù)據(jù)的實際需要，對原有運算符進行適當?shù)母脑臁Ｒ话銇碇v，重載的功能應當與原有功能相類似，不能改變原運算符的操作對象個數(shù)，同時至少要有一個操作對象是自定義類型。運算符的重載形式有兩種：重載為類的成員函數(shù)和重載為類的友元函數(shù)。運算符重載為類的函數(shù)的語法格式如下：

?

格式1：使運算符函數(shù)作為類的成員函數(shù)函數(shù)類型operator運算符(形參表){

函數(shù)體;}

?

格式2：使運算符函數(shù)作為類的friend函數(shù)

friend函數(shù)類型operator運算符(形參表){

函數(shù)體;}一般來講，單目運算符最好重載為成員函數(shù)，而雙目運算符則最好重載為友元函數(shù)。運算符重載的主要優(yōu)點就是允許改變使用于系統(tǒng)內(nèi)部的運算符的操作方式，以適應用戶新定義類型的類似運算。9.2重載單目運算符在C++中，單目運算符有++和--，它們是變量自動增1和自動減1的運算符。在類中可以對這兩個單目運算符進行重載?！纠糠治鲆韵鲁绦虻膱?zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>classSample{intn;public:

Sample(inti){n=i;}operator++(){n++;}//“++”運算符重載

voiddisplay(){cout<<"n="<<n<<endl;}};voidmain(){SampleA(5);++A;A.display();}n=6如同“++”運算符有前綴和后綴兩種使用形式一樣。“++”和“--”重載運算符也有前綴和后綴兩種運算符重載形式，以“++”重載運算符為例，其語法格式如下：函數(shù)類型operator++(); //前綴運算函數(shù)類型operator++(int); //后綴運算使用前綴運算符的語法格式如下：

++對象;使用后綴運算符的語法格式如下：對象++;【例】分析以下程序的執(zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>classSample{intn;public:

Sample(inti){n=i;}operator++(){ n++;} //前綴運算符

operator++(int){n+=2;} //后綴運算符

voiddisplay(){cout<<"n="<<n<<endl;}};voidmain(){SampleA(5),B(5);A++; //調(diào)用后綴重載運算符

++B; //調(diào)用前綴重載運算符

A.display();B.display();}n=7n=6【例】分析以下程序的執(zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>classSample{intn;public:

Sample(inti){n=i;}

intoperator++() //前綴運算符

{n++;returnn;}

intoperator++(int)//后綴運算符

{n+=2;returnn;}};voidmain(){SampleA(5),B(5);

cout<<"n="<<A++<<endl;

cout<<"n="<<++B<<endl;}n=7n=69.3重載雙目運算符運算符重載實質(zhì)上就是函數(shù)重載，如果重載為成員函數(shù)，它就可以自由地訪問本類的數(shù)據(jù)成員。實際使用時，總是通過該類的某個對象來訪問重載的運算符。對于雙目運算符，一個運算數(shù)是對象本身的數(shù)據(jù)，由this指針給出，另一個運算數(shù)則需要通過運算符重載函數(shù)的參數(shù)表來傳遞。下面分別介紹這兩種情況。對于雙目運算符B，如果要重載B為類的成員函數(shù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)表達式“oprd1Boprd2”，其中oprd1為A類的對象，則應當把B重載為A類的成員函數(shù)，該函數(shù)只有一個形參，形參的類型是oprd2所屬的類型。經(jīng)過重載之后，表達式oprd1Boprd2就相當于函數(shù)調(diào)用“oprd1.operatorB(oprd2)”?！纠糠治鲆韵鲁绦虻膱?zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>classVector{intx,y;public:Vector(){};

Vector(intx1,inty1){x=x1;y=y1;}Vectoroperator+(Vectorv)//成員函數(shù)方式重載運算符“+”{Vectortmp;//定義一個tmp對象

tmp.x=x+v.x;tmp.y=y+v.y;returntmp;//返回tmp對象

}Vectoroperator-(Vectorv)//成員函數(shù)方式重載運算符“－”

{Vectortmp;//定義一個tmp對象

tmp.x=x-v.x;tmp.y=y-v.y;returntmp;//返回tmp對象

}

voiddisplay(){cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;}};voidmain(){Vectorv1(6,8),v2(3,6),v3,v4;

cout<<"v1=";v1.display();

cout<<"v2=";v2.display();v3=v1+v2;

cout<<"v1+v2=";v3.display();v4=v1-v2;

cout<<"v1-v2=";v4.display();}v1=(6,8)v2=(3,6)v1+v2=(9,14)v1-v2=(3,2)運算符也可以重載為類的友元函數(shù)，這樣，它就可以自由地訪問該類的任何數(shù)據(jù)成員。這時，運算符所需要的運算數(shù)都需要通過函數(shù)的形參表來傳遞，在參數(shù)表中形參從左到右的順序就是運算符運算數(shù)的順序?！纠糠治鲆韵鲁绦虻膱?zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>classVector{intx,y;public:Vector(){};

Vector(intx1,inty1){x=x1;y=y1;}friendVectoroperator+(Vectorv1,Vectorv2)//友元函數(shù)方式重載運算符“+”{Vectortmp;//定義一個tmp對象

tmp.x=v1.x+v2.x;

tmp.y=v1.y+v2.y;returntmp;//返回tmp對象

}

friendVectoroperator-(Vectorv1,Vectorv2)//友元函數(shù)方式重載運算符“－”

{Vectortmp;//定義一個tmp對象

tmp.x=v1.x-v2.x;

tmp.y=v1.y-v2.y;returntmp;//返回tmp對象

}voiddisplay(){cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;}};voidmain(){Vectorv1(6,8),v2(3,6),v3,v4;

cout<<"v1=";v1.display();

cout<<"v2=";v2.display();v3=v1+v2;

cout<<"v1+v2=";v3.display();v4=v1-V2;

cout<<"v1-v2=";v4.display();}v1=(6,8)v2=(3,6)v1+v2=(9,14)v1-v2=(3,2)9.4重載比較運算符除了前面介紹的單目運算符和雙目運算符重載外，也可以設計比較運算符（如>、<或==）的重載函數(shù)。比較運算符重載函數(shù)必須返回真（非0）或假（0）。

【例】編寫一個程序，測試輸入的長度能否構(gòu)成一個三角形。解：構(gòu)成三角形的條件是任意兩邊之和大于第三邊。#include<iostream.h>classLine{int

len;public:

Line(intn){len=n;}Lineoperator+(Linel) //“+”運算符重載

{intx=len+l.len;returnLine(x);}

booloperator>(Linel) //“>”運算符重載

{return(len>l.len)?1:0;}};voidmain(){Linea(10),b(5),c(14);if((a+b>c)&&(a+c>b)&&(b+c>a))

cout<<"能夠構(gòu)成一個三角形"<<endl;else

cout<<"不能夠構(gòu)成一個三角形"<<endl;}能夠構(gòu)成一個三角形9.5重載賦值運算符在C++中有兩種類型的賦值運算符：一類是“+=”和“-=”等先計算后賦值的運算符，另一類是“=”即直接賦值的運算符。下面分別進行討論。9.5.1重載運算符“+=”和“-=”

對于標準數(shù)據(jù)類型，“+=”和“-=”的作用是將一個數(shù)據(jù)與另一個數(shù)據(jù)進行加法或減法運算后再將結(jié)果回送給賦值號左邊的變量中。對它們重載后，使其實現(xiàn)其他相關(guān)的功能?！纠糠治鲆韵鲁绦虻膱?zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>classVector{intx,y;public:Vector(){};

Vector(intx1,inty1){x=x1;y=y1;}friendVectoroperator+=(Vectorv1,Vectorv2) {v1.x+=v2.x;v1.y+=v2.y;returnv1;成員函數(shù)方式實現(xiàn)

}Vectoroperator-=(Vectorv) {Vectortmp; //定義一個tmp對象

tmp.x=x-v.x;tmp.y=y-v.y;returntmp; //返回tmp對象

}voiddisplay(){cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;}};友元函數(shù)方式實現(xiàn)voidmain(){Vectorv1(6,8),v2(3,6),v3,v4;

cout<<"v1=";v1.display();

cout<<"v2=";v2.display();v3=v1+=v2;

cout<<"v3=v1+=v2后,v3=";v3.display();v4=v1-=v2;

cout<<"v4=v1-v2后,v4=";v4.display();}v1=(6,8)v2=(3,6)v3=v1+=v2后,v3=(9,14)v4=v1－v2后,v4=(3,2)9.5.2重載運算符“=”

賦值運算符“=”的原有含義是將賦值號右邊表達式的結(jié)果拷貝給賦值號左邊的變量。通過運算符“=”的重載將賦值號右邊對象的私有數(shù)據(jù)依次復制到賦值號左邊對象的私有數(shù)據(jù)中。在正常情況下，系統(tǒng)會為每一個類自動生成一個默認的完成上述功能的賦值運算符，當然，這種賦值只限于由同一個類類型說明的對象之間賦值?！纠糠治鲆韵鲁绦虻膱?zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>#include<string.h>classSample{char*p;public:Sample(char*pn){p=newchar[strlen(pn)+1];

strcpy(p,pn);}~Sample(){deletep;} Sample&operator=(Sample&s)//“=”重載成員函數(shù)

{deletep;p=newchar[strlen(s.p)+1];

strcpy(p,s.p);return*this;}voiddisp(){cout<<p<<endl;}};voidmain(){Sampleinst1("firstobject");Sampleinst2("secondobject");

cout<<"執(zhí)行賦值語句之前:"<<endl;

cout<<"inst1*p=";inst1.disp();

cout<<"inst2*p=";inst2.disp();

cout<<"執(zhí)行賦值語句之后:"<<endl;inst2=inst1;

cout<<"inst1*p=";inst1.disp();

cout<<"inst2*p=";inst2.disp();}執(zhí)行賦值語句之前:inst1*p=firstobjectinst2*p=secondobject

執(zhí)行賦值語句之后:inst1*p=firstobjectinst2*p=firstobject9.6重載下標運算符下標運算符“[]”通常用于取數(shù)組的某個元素，下標運算符重載可以實現(xiàn)數(shù)組下標的越界檢測等。下標運算符重載函數(shù)只能作為類的成員函數(shù)，不能作為類的友元函數(shù)?！纠糠治鲆韵鲁绦虻膱?zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>#include<string.h>classwords{int

len;char*str;public:words(char*s){str=newchar[strlen(s)+1];strcpy(str,s);

len=strlen(s);}charoperator[](intn) //下標運算符重載的成員函數(shù)

{if(n>len-1) //數(shù)組超界判斷

{cout<<"數(shù)組下標超界";return''; //返回一個特殊字符

}elsereturn*(str+n);}voiddisp(){cout<<str<<endl;}};voidmain(){wordsword("ThisisC++Book");

word.disp();

cout<<"位置0:";

cout<<word[0]<<endl;//顯示'T'

cout<<"位置15:";

cout<<word[15]<<endl;//顯示'k'

cout<<"位置25:";

cout<<word[25]<<endl;//超界}

ThisisC++Book

位置0:T

位置15:k

位置25:數(shù)組下標超界9.7重載運算符new與deleteC++提供了new與delete兩個運算符用于內(nèi)存管理，在大多數(shù)情況下，它們是非常有效的。但有些情況下我們需要自已管理內(nèi)存，以克服new與delete的不足。這就要重載運算符new與delete，使其按照要求完成對內(nèi)存的管理。【例】分析以下程序的執(zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>#include<malloc.h>classRect{intlength,width;public:

Rect(int

l,intw){length=l;width=w;}voiddisp(){cout<<"面積:"<<length*width<<endl;}void*operatornew(size_tsize)//重載new運算符成員函數(shù)

{cout<<"重載new運算符分配內(nèi)存"<<endl;returnmalloc(size);}voidoperatordelete(void*p)//重載delete運算符成員函數(shù)

{free(p);

cout<<"重載delete運算符釋放內(nèi)存"<<endl;}};voidmain(){

Rect*p; //定義對象指針

p=newRect(5,9); //對象指針p指向一個無名對象

p->disp();deletep;}重載new運算符分配內(nèi)存面積:45重載delete運算符釋放內(nèi)存9.8重載逗號運算符逗號運算符是雙目運算符，和其他運算符一樣，我們也可以通過重載逗號運算符來完成期望完成的工作。逗號運算符構(gòu)成的表達式為“左運算數(shù),右運算數(shù)”，該表達式返回右運算數(shù)的值。如果用類的成員函數(shù)來重載逗號運算符，則只帶一個右運算數(shù)，而左運算數(shù)由指針this提供。【例】分析以下程序的執(zhí)行結(jié)果。#include<iostream.h>#include<malloc.h>classPoint{intx,y;public:Point(){};

Point(int

l,intw){x=l;y=w;}voiddisp(){cout<<"面積:"<<x*y<<endl;}Pointoperator,(Pointr)//逗號運算符重載成員函數(shù)

{Pointtemp;temp.x=r.x;temp.y=r.y;returntemp;}Pointoperator+(Pointr){Pointtemp;temp.x=r.x+x;temp.y=r.y+y;returntemp;}};voidmain(){Pointr1(3,3),r2(5,8),r3(2,4);r1.disp();r2.disp();r3.disp();r1=(r1,r2+r3,r3);r1.disp();}面積:9面積:40面積:8面積:89.9重載類型轉(zhuǎn)換運算符

C++中提供了標準類型的相互轉(zhuǎn)換，如執(zhí)行語句：

n=(int)1.87;

則n=1。同樣，我們可以進行這種類型轉(zhuǎn)換運算符重載。這種重載運算符函數(shù)的格式如下：

operator類型名(){

函數(shù)體;