C++ 运算符重载

C++ 运算符重载详细介绍

  C++ 运算符重载是指允许为用户定义的类型赋予运算符新的行为，从而使得自定义类型可以像内置类型一样使用运算符。通过运算符重载，可以提高代码的可读性和一致性。

一、运算符重载的基本规则

1. 运算符重载的形式
   • 运算符重载可以是成员函数或全局函数。
   • 对于某些运算符，必须用成员函数实现（如 =、[]、()、->）。
   • 对于对称运算符（如 +、- 等），建议用全局函数实现。
2. 不可重载的运算符
   以下运算符无法重载：
   • ::（作用域解析运算符）
   • .（成员访问运算符）
   • .*（成员指针访问运算符）
   • sizeof（类型大小运算符）
   • typeid（类型信息运算符）
3. 返回值和参数
   • 运算符的返回值类型和参数数量应尽量符合预期。
   • 对于链式操作（如 +=），建议返回引用。

二、使用成员函数重载的原因

1. 访问类的私有和保护成员
   • 成员函数可以直接访问类的私有和保护成员，因此重载运算符时无需额外设置。
   • 适用于需要直接操作当前对象的运算符。
2. 单目（unary）运算符
   • 对于单目运算符（如 ++、--、! 等），成员函数更直观，因为它们只作用于当前对象。
3. 需要绑定左操作数为当前对象
   • 如果运算符的左操作数必须是当前类的对象（如赋值运算符 =），则必须用成员函数重载。
   • 如 =、[]、() 和 -> 这些运算符只能用成员函数实现。
4. 支持链式操作
   • 某些运算符（如 = 和 +=）需要返回 *this 的引用以支持链式操作。通过成员函数可以更方便地实现。
     示例：重载 = 运算符

class MyClass {
   
private:
    int value;

public:
    MyClass(int v = 0) : value(v) {
   }

    // 重载赋值运算符
    MyClass& operator=(const MyClass& other) {
   
        if (this != &other) {
   
            value = other.value;
        }
        return *this;
    }
};

三、使用全局函数重载的原因

1. 对称性要求
   • 对于二元运算符（如 +、-、* 等），全局函数能够保持左右操作数的对称性。
   • 如果左操作数不是类的对象（如 3 + myObject），则必须使用全局函数。
2. 增强灵活性
   • 全局函数可以使运算符作用于类的对象与非类的对象（如内置类型）的组合。
   • 通过友元声明，仍然可以访问类的私有成员。
3. 扩展性
   • 全局函数可以更好地扩展已有类，而无需修改类的定义。
     示例：重载 + 运算符

#include <iostream>

class MyClass {
   
private:
    int value;

public:
    MyClass(int v = 0) : value(v) {
   }

    // 友元声明
    friend MyClass operator+(const MyClass& lhs, const MyClass& rhs);

    void display() const {
   
        std::cout << value << std::endl