细谈C++的运算符重载

什么是运算符重载？
顾名思义就是将原本的操作符以我们的方式定义出来，方便我们使用。
为什么要进行运算符重载？
简单的理由就是将减少程序员的工作量，首先先看一个简单的例子：

class A{
public:
A(int data):data(data){};
void show(){
cout << "data = " << data << endl;
}
private:
int data;
};
int main(int ac, char *av[])
{
A a1(100), a2(200);

(a1+a2).show(); //请注意这一句我们可以这样吗？编译一下看看
return 0;
}
编译结果：
[root@anna-laptop day11]# cc.sh overload_operator.cpp
========================   C++_program Compling  =====================
overload_operator.cpp: In function ‘int main(int, char**)’:
overload_operator.cpp:17: error: no match for ‘operator+’ in ‘a1 + a2’
ERROR g++ -o  overload_operator.cpp -g -lpthread

这样的结果并不是我们想要的，我们只是想相加一下两个对象里面数据并且将结果显示出来，但是操作符“+”的左右两边的变量必须是内置变量类型。所以为了方便，我们可以为我们自定义类型的对象对操作符“+”进行运算符重载，进行如下更改：

class A{
public:
A(int data):data(data){};
void show(){
cout << "data = " << data << endl;
}
// 运算符重载函数
A operator+(const A& a){
return A(data + a.data);
}
private:
int data;
};
int main(int ac, char *av[])
{
A a1(100), a2(200);

(a1+a2).show();
return 0;
}

如我们所愿，进行如上更改我们完成了直接让两个类对象进行直接相加，大大减少了程序员的工作量。下来我们细细谈一下运算符重载函数的具体内容：
运算符重载函数的定义和调用分为两种：
1、以友元函数定义
定义格式： friend return_val operatorOPT(type& name...);
调用格式：operatorOPT(obj_list);
obj1 OPT obj2;
友元不是成员，不能直接在友元函数中使用对象的成员变量，也不能使用this指针，所以在进行函数调用的时候，需要将对象的成员函数传进去。

2、以成员函数函数定义
定义格式：return_val operatorOPT(type& name...);
注意:在使用成员函数进行调用的时候，如果使用对象的成员变量，不用将成员变量再传入函数中，直接在成员函数中使用就可以。
调用格式：obj1.operatorOPT(obj2)；
obj1 OPT obj2；
下面举例来进行说明：

class F{
public:
F(int n = 0, int d = 1):n(n), d(d){}
// 以成员函数对操作符进行重载
F operator*(const F& o)const{
return F(o.n * n, o.d * d);
}
// 以友元函数对操作符进行重载，友元函数的声明
friend F operator/(const F& obj1, const F& obj2);
private:
int n;
int d;
};

// 友元函数的定义
F operator/(const F& obj1, const F& obj2)
{
return(obj1.n * obj2.d, obj1.d * obj2.n);
}
int main(int ac, char *av[])
{
F f1(1,2);
F f2(3,4);
F f3;

f3 = f1.operator*(f2);
f3.show();
(f1*f2).show();
f3 = operator/(f1, f2);
f3.show();
(f1/f2).show();

return 0;
}

在进行运算符重载的时候我们需要注意两个问题：
1、在运算符的操作数，必须至少含有一个自定义类型的变量。
2、尽量使用成员函数对运算符进行重载，但是有的运算符只能使用友元函数进行重载。
比如对于"<<" 和“>>”的重载，如下：

class F{
public:
F(int n = 0, int d = 1):n(n), d(d){}
friend ostream& operator<<(ostream& os, const F& f){
os << f.n << '/' << f.d;
return os;
}
friend istream& operator>>(istream& is, F& f){
char ch;
is >> f.n >> ch >> f.d;
return is;
}
F operator*(const F& o)const{
return F(o.n * n, o.d * d);
}
friend F operator/(const F& obj1, const F& obj2);
private:
int n;
int d;
};

F operator/(const F& f1, const F& f2)
{
return(f1.n * f2.d, f1.d * f2.n);
}
int main(int ac, char *av[])
{
F f1(1,2);
F f2(3,4);

cout << f1 << "*" << f2 << "=" << f1*f2 << endl;
cout << f1 << "/" << f2 << "=" << f1/f2 << endl;
cout << "enter 2 number : \n";
cin >> f1 >> f2;
cout << "f1 = " << f1 << endl;
cout << "f2 = " << f2 << endl;

return 0;
}
运行结果：
[root@anna-laptop overload_operator]# ./muldiv
[1/2]*[3/4]=[3/8]
[1/2]/[3/4]=[4/6]
enter 2 number :
123 / 456
234/ 7645
f1 = [123/456]
f2 = [234/7645]

以上的操作符全是对于双目运算符的重载，下面简单介绍几个单目运算符的例子，如"++"和"--"
因为++有前置++和后置++两种，--也是如此，对于前置++我们直接将++后的结果直接返回即可，对于后置++，为了方便区别于前置++，通常认为++后面仍然含有一个int类型的数组。进行如下操作：

class A{
public:
A(int data = 0):data(data){}
friend ostream& operator<<(ostream& os, const A& a){
os << a.data;
return os;
}
friend istream& operator>>(istream& is, A& a){
is >> a.data;
return is;
}
// 前置 ++;
friend A& operator++(A& a){
a.data += 10;
return a;
}
// 前置 --
A& operator--(){
data -= 10;
return *this;
}
// 后置 ++;
friend A operator++(A& a, int){
A old(a);
a.data += 5;
return old;
}
// 后置 --
A operator--(int){
A old(*this);
data -= 5;
return old;
}
private:
int data;
};
int main(int ac, char *av[])
{
A a1(100);
A a2(100);

cout << "a1 = " << a1 << endl;
cout << "a2 = " << a2 << endl;
++a1;
--a2;
cout << "++a1 = " << a1 << endl;
cout << "--a2 = " << a2 << endl;
cout << "a1++ = " << a1++ << endl;
cout << "a2-- = " << a2-- << endl;
cout << "a1 = " << a1 << endl;
cout << "a2 = " << a2 << endl;
return 0;
}

当然还有以下操作符不能进行重载：
1、三目运算符不能进行重载；
2、"."成员运算符不能重载；
3、成员指针运算符不能进行重载；

4、"::"这是对于类的运算符，不能进行重载。

================= 以上就是对于运算符重载的介绍 =======================