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在C++中,运算符重载是一种强大的特性,它允许程序员为自定义类型(如类或结构体)定义运算符的行为。通过运算符重载,我们可以使自定义类型的对象像内置类型一样使用运算符,从而提高代码的可读性和简洁性。
运算符重载是通过定义一个特殊的成员函数或全局函数来实现的。这个函数的名称是operator
后跟要重载的运算符符号。例如,要重载加法运算符+
,可以定义一个名为operator+
的函数。
当运算符重载作为类的成员函数时,它只能访问该类的成员变量和成员函数。成员函数形式的运算符重载通常用于二元运算符(如+
, -
, *
, /
等)。
class Complex {
public:
Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
// 重载加法运算符
Complex operator+(const Complex& other) const {
return Complex(real + other.real, imag + other.imag);
}
void display() const {
std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl;
}
private:
double real;
double imag;
};
int main() {
Complex c1(3.0, 4.0);
Complex c2(1.0, 2.0);
Complex c3 = c1 + c2; // 使用重载的加法运算符
c3.display(); // 输出: 4 + 6i
return 0;
}
当运算符重载作为全局函数时,它可以访问类的公有成员变量和成员函数。全局函数形式的运算符重载通常用于一元运算符(如++
, --
, !
等)或需要访问多个类的运算符。
class Complex {
public:
Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
// 声明为友元函数,以便访问私有成员
friend Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2);
void display() const {
std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl;
}
private:
double real;
double imag;
};
// 定义全局的加法运算符重载
Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2) {
return Complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);
}
int main() {
Complex c1(3.0, 4.0);
Complex c2(1.0, 2.0);
Complex c3 = c1 + c2; // 使用重载的加法运算符
c3.display(); // 输出: 4 + 6i
return 0;
}
算术运算符(如+
, -
, *
, /
等)通常用于执行数值计算。我们可以为自定义类型重载这些运算符,以便它们能够像内置类型一样进行算术运算。
class Complex {
public:
Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
Complex operator+(const Complex& other) const {
return Complex(real + other.real, imag + other.imag);
}
Complex operator-(const Complex& other) const {
return Complex(real - other.real, imag - other.imag);
}
void display() const {
std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl;
}
private:
double real;
double imag;
};
关系运算符(如==
, !=
, <
, >
, <=
, >=
等)用于比较两个对象。我们可以为自定义类型重载这些运算符,以便它们能够像内置类型一样进行比较。
class Complex {
public:
Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
bool operator==(const Complex& other) const {
return real == other.real && imag == other.imag;
}
bool operator!=(const Complex& other) const {
return !(*this == other);
}
void display() const {
std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl;
}
private:
double real;
double imag;
};
赋值运算符(如=
, +=
, -=
, *=
, /=
等)用于将一个对象的值赋给另一个对象。我们可以为自定义类型重载这些运算符,以便它们能够像内置类型一样进行赋值操作。
class Complex {
public:
Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
Complex& operator=(const Complex& other) {
if (this != &other) {
real = other.real;
imag = other.imag;
}
return *this;
}
Complex& operator+=(const Complex& other) {
real += other.real;
imag += other.imag;
return *this;
}
void display() const {
std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl;
}
private:
double real;
double imag;
};
流插入运算符(<<
)和流提取运算符(>>
)通常用于输入输出操作。我们可以为自定义类型重载这些运算符,以便它们能够像内置类型一样进行输入输出操作。
class Complex {
public:
Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Complex& c);
friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Complex& c);
private:
double real;
double imag;
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Complex& c) {
os << c.real << " + " << c.imag << "i";
return os;
}
std::istream& operator>>(std::istream& is, Complex& c) {
is >> c.real >> c.imag;
return is;
}
int main() {
Complex c;
std::cin >> c; // 输入: 3 4
std::cout << c; // 输出: 3 + 4i
return 0;
}
**
(幂运算)这样的运算符,因为C++中没有这个运算符。int
类型的+
运算符。运算符重载是C++中一项强大的特性,它允许我们为自定义类型定义运算符的行为。通过合理地使用运算符重载,我们可以使代码更加简洁、易读,并且更符合直觉。然而,使用运算符重载时也需要注意保持语义一致性,避免滥用。
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