一、運算符重載的概念二、禁止重載的運算符三、運算符重

一、運算符重載的概念

二、禁止重載的運算符

三、運算符重載的規(guī)則

四、單目運算符函數(shù)

五、雙目運算符函數(shù)第17章運算符重載1一、運算符重載的概念系統(tǒng)的運算符主要分兩大種類：一是單目運算符，另一是雙目運算符。用不屬于字符集的@代表各種許可的運算符，運算符構成的表達式抽象的表現(xiàn)格式為：

1.@x2.x@yx和y是運算符關聯(lián)的操作數(shù)，其原先可以出現(xiàn)的數(shù)據(jù)類型是算術類型以及相關的指針類型如char*,CType*等。僅當存在運算符函數(shù)，操作數(shù)x或y才可以是對象。能轉換為運算符函數(shù)的普通函數(shù)或單參數(shù)的函數(shù),此時稱單目運算符函數(shù);或雙參數(shù)的函數(shù),此時稱雙目運算符函數(shù).2原來普通的雙參數(shù)(非靜態(tài)的成員函數(shù)隱含this參數(shù))函數(shù)：intCType::Add(intk){returnn+k;}intSub(CTypea,intk){returna.n-k;}可以相應地改寫為運算符函數(shù)(其中n是CType類的int型數(shù)據(jù)成員):intCType::operator+(intk){returnn+k;}intoperator-(CTypea,intk){returna.n-k;}關鍵字operator是實現(xiàn)普通函數(shù)轉換為運算符函數(shù)的語法中介，operator@是運算符函數(shù)名。當@分別對應+-*/時加分別得到四個運算符函數(shù)，依次是operator+加號運算符函數(shù)、operator-減號運算符函數(shù)、operator*乘號運算符函數(shù)和operator/除號運算符函數(shù)。3運算符重載是簡化對象運算的函數(shù)調用現(xiàn)象，通過定義函數(shù)名為operator@的運算符函數(shù)，有關對象的函數(shù)調用可以簡化為x@y或@x隱含調用的替代形式。 運算符函數(shù)operator@可以存在多個版本，只要編譯器根據(jù)名稱細分的結果在函數(shù)調用點能夠進行唯一的匹配。

例如:iostream類中operator<<左移運算符函數(shù)就存在多個版本。 名稱為operator@的運算符函數(shù)可以是成員函數(shù)也可以是全局函數(shù)。基于解除私有封裝的考慮，全局函數(shù)聲明為類的友員函數(shù)。如果類只有公共成員，則無需聲明為友員函數(shù)。作為非虛的成員運算符函數(shù)和全局運算符函數(shù)的重載在編譯階段完成函數(shù)調用的確定，virtual關鍵字可以修飾作為成員的運算符函數(shù)。4[例]普通函數(shù)和相應的運算符函數(shù)#include<stdio.h>structCType{intn;CType(intr=1){n=r;}intoperator+(intk){returnn+k;}intAdd(intk){returnn+k;}};intoperator-(intk,CTypea){returnk-a.n;}intSub(intk,CTypea){returnk-a.n;}voidmain(){ CTypea(0),b(-7); printf("%d,%d,%d;",a+1,a.operator+(1),a.Add(1));printf("%d,%d,%d\n",1-b,operator-(1,b),Sub(1,b));}//輸出：1,1,1;8,8,85含對象的表達式a+1等價于顯式調用a.operator+(1)，a+1是CType::operator+(int)的隱含調用，隱含調用方便了對象的操作。類似地隱含調用1-b等價于operator-(1,b)的顯式調用。1+a不同于a+1，1+a要求匹配operator+(int,CType)型的全局運算符函數(shù)，而b-1要求匹配operator-(CType,int)型的全局函數(shù)或CType::operator-(int)型的成員函數(shù)。由于上例題未提供相應的函數(shù)，1+a和b-1此情形下是錯誤的表達式。6二、禁止重載的運算符

只有區(qū)區(qū)五個運算符不可以賦予運算符的函數(shù)實現(xiàn)，它們是：

.

.*

::

sizeof

?:圓點訪問成員運算符”.”,對象訪問成員指針運算符”.*”,這兩個運算符分別是箭頭訪問成員運算符->和對象指針訪問成員指針運算符->*的翻版為對象訪問成員保留一條安全的入口。作用域分別符::和sizeof運算符都是編譯階段發(fā)揮作用。sizeof運算符的入口參數(shù)本身可以是各種類型名。另一個是三目條件運算符?:，這個運算符本身是if~else嵌套結構的合理重載。7三、運算符重載的規(guī)則存在兩種運算符函數(shù)的調用格式，一種是將運算符函數(shù)當作函數(shù)名為operator@的顯式調用格式，另一種是隱含調用格式，最終編譯器在內部轉換為顯式調用格式。操作數(shù)x,y是算術或指針類型，表達式x@y,@x是常規(guī)的算術或指針運算，不涉及運算符函數(shù)。x或y是對象，x@y隱含調用相應的雙目運算符函數(shù)；x是對象，@x隱含調用相應的單目運算符函數(shù)；若不存在相應的運算符函數(shù)，隱含調用導致錯誤。對于一個特定的類，系統(tǒng)提供等號運算符函數(shù)operator=和取地址運算符函數(shù)operator&供程序調用，即對于該類的對象x,y可以進行運算：x=y,&x。8對于對象表達式的前臺隱含操作,必須存在一個無歧義的運算符函數(shù)作為背景支持。如果無相應的運算符函數(shù)或類型轉換函數(shù)，則有關對象的隱含調用導致錯誤。

例如：x+=y是毫無根基的運算，除非存在相關的operator+=運算符函數(shù)。語句[CType*p;]定義的指針p不是對象而是一個常規(guī)的指針，對于變量指針合適的運算符也可作用于對象之指針。 運算符始終遵循內部類型所規(guī)定的優(yōu)先原則、結合性。即對于出現(xiàn)在表達式中的運算符函數(shù)隱含調用如x@y,@x，優(yōu)先級高的運算符函數(shù)優(yōu)先被編譯器隱含調用，同等級別的運算符函數(shù)根據(jù)結合性進行分解處理。9非靜態(tài)的成員運算符函數(shù)的第一個參量對應隱含this的當前類的類型。類型轉換運算符、函數(shù)調用運算符()、數(shù)組下標索引運算符[]、箭頭運算符->函數(shù)和等號運算符函數(shù)只作為非靜態(tài)的成員函數(shù)，其余的運算符可以和operator緊貼在一起構成全局函數(shù)。等號運算符函數(shù)operator=不為派生類繼承。

不能憑空捏造C++語言中子虛烏有的運算符如FORTRAN語句的乘冪運算符**。運算符函數(shù)不允許用戶提交缺省的默認值，函數(shù)調用運算符operator()例外。

10雙目或單目全局運算符函數(shù)形參類型至少存在一個用戶聲明的類型，枚舉類只能有全局運算符函數(shù)。 例如對于類聲明[structCType{};]，CType或CType&是用戶聲明的類型。CType*類型為常規(guī)的指針類型，不用于構成運算符函數(shù)的對象類型。voidoperator*(CType&,int){}是正確的函數(shù)定義，而voidoperator-(CType*,int){}與voidoperator+(char,int){}是錯誤的?？梢栽诼暶鞯念惿蠈\算符函數(shù)提交任意的語義實現(xiàn)。但出于與內置類型表達式的接口考慮，最好按照運算符固有含義進行運算符函數(shù)定義。11四、單目運算符函數(shù)單目運算符中存在格外的運算符，這就是成為C++由來的后置運算符。這個運算符從后面作用于操作數(shù)，其運算符重載有其特殊的格式。對于語句[CTypeobj;]定義的對象obj，單目運算符函數(shù)隱含調用的格式為@obj。

121.單目成員運算符函數(shù)聲明時不帶參量，編譯器隱含補充this參量。聲明格式為:

ret_typeoperator@();返回類型單目運算符函數(shù)名();在類外定義的格式為:

ret_typeCType::operator@(){語句序列;}

隱含調用@obj轉換為顯式調用obj.operator@()。非靜態(tài)的單目成員運算符函數(shù)隱含的形參this在調用點由&obj賦予具體的值。132.單目全局運算符函數(shù)僅帶一個用戶聲明的類型，聲明格式為:

ret_typeoperator@(CType&r);

在實現(xiàn)文件的定義格式為：

ret_typeoperator@(CType&r){顯含形參r的語句序列；}隱含調用@obj轉換為顯式調用operator@(obj)。單目全局運算符函數(shù)形參r在調用點由obj賦予具體的值，若需要訪問CType類的私有成員則聲明為該類的友元函數(shù)。 @()成員版本也可調用operator@(obj)全局版本。為避免重載的歧義性，只提交一種版本，或者是成員版本，或者是全局版本。14[例]重載邏輯非運算符!負號運算符-和前置運算符++

staticintm=1;#include<stdio.h>classCType{intn;friendCType&operator++(CType&q);friendvoidmain();friendCTypeoperator-(constCType&r);public:CType(intr){n=r;}intoperator!();};

intCType::operator!(){printf("%d!,",m++);return!n;}15 CTypeoperator-(constCType&r){printf("%d-,",m++);returnCType(-r.n);}CType&operator++(CType&q){printf("%d++,",m++);++q.n;returnq;}voidmain(){ CTypea(2),b(-1); a=!-++b;printf("a=%d\n",a.n);a=(operator-(operator++(b))).operator!(); printf("a=%d",a.n);}//a=1先調用構造函數(shù)CType(int)即a=1相當于a=CType(1)++b等價于operator++(b)，-++b等價于operator-(operator++(b))等。16五、雙目運算符函數(shù)

雙目運算符函數(shù)如果是非靜態(tài)的成員函數(shù)則聲明的時候僅帶一個參量，編譯器隱含的補充一個this參量。如果聲明為全局函數(shù)，則雙目運算符函數(shù)帶兩個參量，其中一個參量的類型必須是一個用戶聲明的類型。

171.雙目成員運算符函數(shù) 作為成員的雙目運算符函數(shù)的聲明格式為:

ret_typeoperator@(type);返回類型雙目運算符函數(shù)名(數(shù)據(jù)類型);在類外定義的格式為:

ret_typeCType::operator@(typearg){語句序列;}對于定義語句[CTypeobj;]設定的對象obj和type型表達式var，隱含調用的格式為:

obj@var隱含調用obj@var轉換為obj.operator@(var)的顯式調用形式。非靜態(tài)的雙目成員運算符函數(shù)隱含的形參this在調用點由&obj賦予具體的值，實參var負責形參arg的初始化。182.雙目全局運算符函數(shù) 雙目全局運算符函數(shù)由于接口的需要花樣增多一倍，相應的聲明格式為:

ret_typeoperator@(CType&r,typearg);

//此格式可以從成員版本變換而來返回類型雙目運算符函數(shù)名(當前類名,其它類名);

ret_typeoperator@(typearg,CType&r);返回類型雙目運算符函數(shù)名(其它類名,當前類名);相應的隱含調用的格式為:

obj@varvar@obj19obj@var轉換為顯式調用operator@(obj,var)即啟動operator@(CType&r,typearg)函數(shù)，var@obj轉換為顯式調用operator@(var,obj)即啟動operator@(typearg,CType&r)函數(shù)，形參r由對象名obj初始化，實參var賦予形參arg具體的初值。 @(var)也可調用全局版本operator@(obj,var)。兩者本質上應是等價的，因此酌情提交一個版本，以免導致歧義。20[例]重載加減乘除運算符實現(xiàn)結構變量的四則運算#include<stdio.h>structCA{CAoperator+(CAb);CA(intr=1){n=r;};intn;};staticintm=1;CACA::operator+(CAa){printf("%d+,",m++);returnCA(n+a.n);}CAoperator-(CAa,constCA&r){printf("%d-,",m++);returnCA(a.n-r.n);}CAoperator*(CAa,CAb){printf("%d*,",m++);returnCA(a.n*b.n);}CAoperator/(constCA&r,constCA&q){printf("%d/,",m++);returnCA(r.n/q.n);}21voidmain(){ CAa,b(2),c(6);a=(a+b)*(c/b)-b;printf("a=%d;",a.n);a=operator-((operator*(a.operator+(b),operator/(c,b))),b);printf("a=%d;",a.n);}

//輸出：1/,2+,3*,4-,a=7;5/,6+,7*,8-,a=25;

22對于對象的引用返回，引用是已經(jīng)建立的對象的別名，返回的是不獨立的對象，此時編譯器不需要額外建立臨時對象。對于對象的數(shù)值返回，返回一個局部或臨時的獨立對象，輸送給主控