1、第8章 运算符的重载,本章要点： 掌握运算符重载的目的和特点 掌握运算符重载的两种定义形式 掌握几种常用的运算符重载方法 掌握自定义类型的转换,8.1 循序渐进学理论,8.1.1 运算符的重载,C+语言引入了运算符重载机制，程序员可以按照需要重新定义大部分的运算符，如“+”、“-”、“*”、“=”、“！”等，替换类中的成员函数，完成特定的功能。例如，针对复数类complex，重载加、减、乘、除运算符，分别代替加法成员函数Add()，减法成员函数Sub()、乘法成员函数Mul()和除法成员函数Div()。运算符重载只能适用于类类型和枚举类型，而不能重载基于内嵌类型的运算符，更不能定义一种不存在的
2、运算符。运算符重载也不能改变现有运算符的优先级、结合性、语法结构和操作数的个数。运算符重载从本质上说，也是一种函数的重载。,8.1.2 运算符重载的定义,1. 成员函数形式运算符重载的声明形式有两种：一是成员函数形式，二是友元函数形式。在成员函数形式中，运算符重载函数等同于一个类成员函数，在类体中被声明，格式如下：operator ()其中，operator是关键字，表明该成员函数是一个运算符重载函数。引用该运算符重载函数的类对象为第一操作数，参数表中的参数是第二操作数，因此对于单目运算符来说，参数表应该为空；对于双目运算符来说，参数表中只有一个参数第二操作数。,例如，在类String的定义中
3、，有下列运算符重载函数：class String public:String上述代码定义了三个运算符重载函数集。其中，等于运算符“=”不仅支持两个String类对象的比较，还支持String类对象和字符数组形式的字符串相比较。,2. 友元函数形式定义一个友元函数形式的运算符重载函数，必须完成两个动作：一是在全局域中定义一个运算符重载函数，格式如下：operator ()二是必须在类体中为它加上友元声明，格式如下：friend operator ();在友元函数形式的参数表中，第一个参数是第一操作数，第二个参数是第二操作数。因此，如果是单目运算符，则参数表中只有一个参数。,例如，将上述类Stri
4、ng中的等于运算符重载函数改写为友元函数形式： bool operator = (const String / ,3. 如何选择运算符重载的形式以上两种形式的运算符重载函数都是等效的，一般来说，当单目运算，或者双目运算中的第一个操作数是类对象时，选择成员函数形式；如果双目运算中的第一个操作数可能是其他类型时，选择友元函数形式。需要注意的是，赋值运算符“=”、下标运算符“”、调用运算符“( )”和类成员箭头访问运算符“-”的重载，必须采用成员函数形式。,8.1.3 赋值运算符的重载,一般来说，应用在类对象上的运算符都必须经过重载，但是赋值运算符例外，系统会为类对象提供一个默认的赋值操作，完成类对
5、象间的按成员赋值。如果默认的赋值操作不能满足要求，也可以重载赋值运算符，赋予它额外的功能。 下面给出【例8-1】的部分代码，示例如何定义定义了一个赋值运算符的重载函数。,class Student public: Student(string i,int j): name(i), age(j) void Print() cout name , age endl; Student / 返回值是类对象的引用 ,8.1.4 下标运算符的重载,下标运算符的重载只能采用类成员函数形式。需要注意的是，下标运算符可能会出现在赋值运算符（=）的左边，所以下标运算符重载函数的返回值应该是一个引用。下面给出【例8
6、-2】的部分代码，示例如何重载下标运算符，为类似于数组的类增加一个边界检查功能，当下标值越界时，发出相应的提示。,class Sentence int length;string str; public:int getlength()return length;Sentence(string i):str(i) length = i.size(); char,8.1.5 算术运算符的重载,算术运算符是双目运算符。通常，双目运算符的重载都会采用友元函数形式，通过两个参数引入第一和第二操作数。如果第一操作数必须是该类的类对象时，也可以采用成员函数形式，这时候的第一操作数由this指针给出。下面给出
7、【例8-3】的部分代码，示例如何重载算术运算符。,class Student public: Student(string i,int j): name(i), age(j)/ 友元函数friend int operator -(const Student ,8.1.6 递增递减运算符的重载,递增（+）和递减（-）运算符的重载相对来说会复杂一些，它们有前缀和后缀两种情况，所以在被重载的时候，会有两种声明方式，格式如下：operator +(); / 前缀运算operator +(int); / 后缀运算递增（+）和递减（-）运算符也可以声明为友元函数形式，它们在类体中的友元声明格式如下：fri
8、end operator +(); / 前缀运算friend operator +(, int); / 后缀运算 下面给出【例8-4】的部分代码，示例如何重载递增递减运算符。,class A public: A() number = 0; A(int i) number = i; int operator +() / 递增运算符的前缀重载 return +number; / 内嵌的递增运算符int operator +(int) / 递增运算符的后缀重载 return number+; / 内嵌的递增运算符void Print() cout “number = “ number endl;pr
9、ivate:int number; ;,1. 为什么要提供自定义的类型转换？C+语言也支持用户自定义的类型转换，使得类对象的使用方式更加接近于内嵌类型，并且使程序看上去更加简单。 例如，有一个类A，它重载了加法运算符，能够在类A的对象与对象之间，类A的对象与int型整数之间完成加法运算。例如： A a, b; / 定义两个类A的对象a和ba + b; / 两个操作数均为类对象a + 238; / 类对象为第一操作数，int型整数为第二操作数 238 + a; / int型整数为第一操作数，类对象为第二操作数，首先，定义一个转换函数，将类A对象转换为int型，这样只需要为每一种运算符提供int型
10、的重载函数就可以了，而不必考虑类A对象和int型变量在各种运算符中的排列组合情况。,8.1.7 自定义类型转换,2. 类型转换函数的定义转换函数必须是成员函数，并且不能指定返回类型和参数表，它能够将类类型转换成某种指定的数据类型，其定义格式如下： operator () 其中，数据类型可以是内嵌类型、类类型或者是typedef名，但不允许是数组或函数。例如，将类类型转换成整型的转换函数的声明如下：type char CHAR;operator int(); / 正确！operator CHAR(); / 正确！,3. 单参数的构造函数作为转换函数只有一个参数的构造函数也是一种隐式的类型转换函数
11、，例如有下列代码：class A public:A(int i) / / 只有一个参数的构造函数/ ;void fun(A x) / 函数形参的类型为类A / int i; / 定义一个int型变量fun(i); / 函数fun()中参数的类型应该是类A，语句中的实参却是int型变量i，它会导致编译错误吗？幸运的是，语句为类A定义了一个只有一个参数的构造函数，于是系统会自动调用该构造函数将变量i转换为类A的类对象。,8.2 典型实例练能力,8.2.1 典型实例一：自定义矩阵的运算 【实例题目】编写一个程序，实现矩阵的加法、减法和乘法运算。,8.3 上机练习重应用,8.3.1 上机练习一：复数的运算（二） 【练习题目】改写6.3.1节的上机练习一，通过运算符的重载，实现复数的加法、减法、乘法，以及复数特定格式的输出。,
