【C++】C++中的操作符重载

C++中的操作符重载使得对于类对象的操作更加方便和直观，但是对于各种操作符重载的规则以及语法形式，一直以来都是用到哪一个上stackoverflow上查找，在查找了四五次之后，觉得每次麻烦小总结一下。

操作符重载的一般语法

重载方式分为两种，一种是重载为类的成员函数，另一种重载为类的友元函数，其语法形式分别为：

// 方式一：重载为成员函数
class MyClass
{
public:
    返回类型 operator 操作符(形参列表)；
};

返回类型 MyClass::operator 操作符(形参列表)
{
    // 函数体
}

// 方式二：重载为友元函数
class MyClass
{
public:
    friend 返回类型 operator 操作符(形参列表)；
};

返回类型 operator 操作符(形参列表)
{
    // 函数体
}

操作符重载的三条基本原则

1. 如果操作符的含义并不显而易见或者有可能存在争议，不应该重载该操作符。考虑提供一个函数代替该操作符重载。
2. 总是坚持操作符固有的语义。比如，如果将+操作符重载表示的语义a-b，编译器能够顺利通过，但是与操作符使用者的预期严重不符。
3. 总是提供所有相关的操作符。比如，如果支持了a+b，使用者当然期望能够调用a+=b；如果支持前缀自增++a，同时提供后缀自增a--。如果提供了a<b，请提供a>b。

成员函数与非成员函数(友元函数)的选择

赋值操作符(=), 取下标操作符([])， 成员访问操作符(->)和函数调用操作符( () )必须重载为成员函数。

1. 如果是一元操作符，实现为成员函数
2. 如果是二元操作符，并且该二元操作符视左右操作数为平等的(例如：算数操作符，关系操作符和位操作符等)，实现为非成员函数
3. 如果是二元操作符，并且视左右操作数不平等，那么实现为成员函数(例如：+=，-=，*=， /=等)

常见的操作符重载

说了那么多，最重要的就是常见操作符的语法形式，如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class ClassType;

// 输入输出操作符（必须为非成员函数)
ostream& operator<< (ostream& os, const ClassType& object) {return os;}
istream& operator>> (istream& is,       ClassType& object) {return is;} // 注意object对象是非const引用

//赋值操作符(必须为成员函数)
ClassType& operator=  (const ClassType& object) {return *this;}
ClassType& operator-= (const ClassType& object) {return *this;}
ClassType& operator*= (const ClassType& object) {return *this;}
ClassType& operator/= (const ClassType& object) {return *this;}
ClassType& operator%= (const ClassType& object) {return *this;}

// 算术操作符(一般定义为非成员函数)
ClassType operator+    (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
ClassType operator-    (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
ClassType operator*    (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
ClassType operator/    (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
ClassType operator% (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);

// 关系操作符(一般定义为非成员函数)
inline bool operator<     (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
inline bool operator<=    (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
inline bool operator>     (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
inline bool operator>=    (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
inline bool operator==    (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);
inline bool operator!=    (const ClassType& lhs, const ClassType& rhs);

// 自增和自减操作符(一般作为成员函数)
ClassType& operator++ () {return *this;}        // 前缀++，例如：++iter
ClassType& operator-- () {return *this;}
ClassType operator++ (int) {return tmp;}        // 后缀++，例如：iter++
ClassType operator-- (int) {return tmp;}

// 下标操作符(必须定义为成员函数)
      TypeInContainer& operator[] (const size_t index)            // 非const版本
const TypeInContainer& operator[] (const size_t index) const      // const 版本

// 成员访问操作符(*,-> 定义成员函数)
Class MyPtr
{
          value_type& operator*();            //非const版本
    const value_type& operator*() const;      //const版本
          value_type* operator->();
    const value_type* operator->() const;
};

// 函数调用操作符
struct MyClass
{
    ClassType operator()(Type1 x1, Type2 x2)
    {

    }
};

参考文献：

• Statckoverflow operator overloading discussion
• S.B.Lippman and J.Lajoie. C++ Primer中文版. 北京:人民邮电出版社, 2011. 430-453.
• 随感而发：C++操作符重载