C++中的运算符重载

首先思考以下几个问题：

1.什么是运算符重载？

2.为什么要重载运算符，它有什么用？

3.可以重载哪些运算符？

4.重载运算符有哪些规则？

一、基本概念

我们在程序中使用各种操作符，比如加（+）、赋值（=）等等。运算符重载可以重新赋予操作符的含义，举个栗子，对于加号操作符，一般都是将两个数进行相加，而不能将两个自定义类的对象相加，但是通过运算符重载可以这么做。

重载运算符是具有特殊名称的函数，函数具有哪些特征呢？1.函数名称；2.返回类型；3.参数列表；4.函数体。

1.名称的写法是保留字operator后接需定义的操作符号；

2.返回类型后面再说；

3.参数：参数数目与该运算符作用的运算对象数目相同，但如果是作为一个类的成员函数，（显式）参数数目比运算对象总数少一个（因为有一个隐含的this形参）。

1.哪些运算符可以被重载

只知道哪些可以、哪些不可以被重载，没有太大意义。

2.重载运算符怎么调用

如果是非成员运算符函数：

star1 + star2;			//普通表达式
operator+(star1, star2);	//等价的函数调用

如果是成员运算符函数：

star1 += star2;			//基于调用的表达式
star1.operator+=(star2);	//等价的调用

　　

二、为什么要重载运算符

大多数人平时很少用到运算符重载，因为运算符重载的功能一般都可以通过直接写一个普通函数实现。但运算符重载可以使的程序更加“优美”，在有的情形下，可以使我们更容易使用标准库容器和算法。

三、输入、输出运算符

我们现在有一个类SuperStar，代表超级巨星，它有一个成员变量代表巨星的姓名。

现在我们的任务是输入、输出巨星的名字。

class SuperStar
{
public:
	SuperStar();
	~SuperStar();
private:
	string m_strName;		//姓名
};

1.输出运算符<<

输出运算符第一个参数是ostream的引用，第二个参数是一个常量的引用。

ostream &operator<<(ostream &os, const SuperStar &star)
{
	os << star.m_strName;
	return os;
}

2.输入运算符>>

输入运算符第一个参数是将要读取的流的引用，第二个参数是将要读入到的对象的引用。

istream &operator>>(istream &is, SuperStar &star)
{
	if (is)//检查是否输入成功
		is >> star.m_strName;
	else
		star = SuperStar();
	return is;
}

值得注意的是参数为什么是引用，还有参数为什么是/不是常量。

输入输出运算符必须是非成员函数，但是IO运算符需要读写类的非公有成员，所以一般被声明为友元。

friend istream& operator>>(istream &, SuperStar &);
friend ostream& operator<<(ostream &, const SuperStar &);

　　

四、算术和关系运算符

1.相等运算符==

假如现在有2个明星，一个叫饭冰冰，另一个叫凤咀

 VS 

我们根据名字来判断她们是不是一样的（这样做也许有失合理，请不要太在意细节）

bool operator==(const SuperStar &star1, const SuperStar &star2)
{
	return star1.m_strName == star2.m_strName;
}

bool operator!=(const SuperStar &star1, const SuperStar &star2)
{
	return !(star1 == star2);
}

让我们试一下效果：

SuperStar star1;
SuperStar star2;
cout << "亲爱的经纪人，请创造1号女星：";
cin >> star1;
cout << "请创造2号女星：";
cin >> star2;
cout << "1号" << star1 << "；2号" << star2 << endl;;
cout << "她们" << ((star1 == star2) ? "相同" : "不相同") << endl;

2.算术运算符+

SuperStar operator+(const SuperStar &star1, const SuperStar &star2)
{
	SuperStar star3 = star1;
	star3 += star2;
	return star3;
}

上面使用了复合赋值运算符+=，这一点后面会将。（note：如果类同时定义了算术运算符和复合赋值运算符，通常应使用复合赋值运算符来实现算术运算符）

五、赋值运算符

1.赋值运算符=

凤咀对自己名字不满意，于是想改名叫饭冰冰。

：“我叫饭冰冰，你爱我吗？”

SuperStar & SuperStar::operator=(const SuperStar &star)
{
	if (this != &star)
	{
		m_strName = star.m_strName;
	}
	return *this;
}

这里要注意赋值给自己的情况，有一本叫《C++沉思录》的书里面有深入的讲解。

赋值运算符必须定义为成员函数。

2.复合赋值运算符+=

凤咀想：直接叫别人的名字不太好，把她名字加在我后面吧！

：“我叫凤咀饭冰冰，你还爱我吗？”

SuperStar & SuperStar::operator+=(const SuperStar &star)
{
	m_strName += star.m_strName;
	return *this;
}

复合赋值运算符不非得是类的成员，不过倾向于把所有赋值运算都定义在类内部。

六、递增和递减运算符

1.前置递增/递减运算符

首先在类中定义它们：

SuperStar &operator++();
SuperStar &operator--();

具体实现：

SuperStar & SuperStar::operator++()
{
	check();
	++curr;
	return *this;
}
SuperStar & SuperStar::operator--()
{
	--curr;
	check();
	return *this;
}

注意其中检查是否越界，如果越界，将会抛出out_of_range异常。

2.后置递增/递减运算符

为了区分前置与后置，后置版本接受一个额外的（不使用的）int类型的参数。

SuperStar & SuperStar::operator++(int)
{
	SuperStar ret = *this;
	++*this;
	return ret;
}
SuperStar & SuperStar::operator--(int)
{
	SuperStar ret = *this;
	--*this;
	return ret;
}

后置运算符调用各自的前置版本来完成实际的工作。

以上只是运算符重载的一小部分，想认识更多还需要多看书多思考。