C++类基础（十）

news2024/11/25 2:31:53

运算符重载

struct Str
{
    int val = 3;
};
Str Add(Str x, Str y)
{
    Str z;
    z.val = x.val + y.val;
    return z;
}
int main()
{
    int val1 = 2;
    int val2 = 3;
    int val3 = val1 + val2; //分别对val1和val2求值然后相加
    Str x;
    Str y;
    Str z = Add(x, y); //同样的功能，但是写法冗杂
    Str a = x + y; //可以实现为这样的形式吗?两个Str类的对象相加会和两个int型的对象相加有不同的行为，如何定义这种行为?
    std::cout << z.val << std::endl;
    return 0;
}

● 使用 operator 关键字引入重载函数

struct Str
{
    int val = 3;
};
auto operator+(Str x, Str y) //基于#1处的角度，operator+是函数名称，参数列表不同，构成重载+运算符
{
    Str z;
    z.val = x.val + y.val;
    return z;
}
auto operator+(Str2 x, Str2 y) //#1: 对于Str2类型也存在两个对象相加的运算
{
    //Behavior different from auto operator+(Str x, Str y)
}
int main()
{
    Str x;
    Str y;
    Str z = x + y;
    std::cout << z.val << std::endl; //OK
    return 0;
}

– 重载不能发明新的运算，不能改变运算的优先级与结合性，通常不改变运算含义

auto operator@(Str x, Str y)  //基本内建类型中不存在@运算

struct Str
{
    int val = 3;
};
auto operator+(Str x, Str y)
{
    Str z;
    z.val = x.val - y.val; //符合C++标准，但是不符合加法运算符通常的含义
    return z;
}
int main()
{
    Str x;
    Str y;
    Str z = x + y;
    std::cout << z.val << std::endl;
    return 0;
}

– 函数参数个数与运算符操作数个数相同，至少一个为类类型

struct Str
{
    int val = 3;
};
auto operator+(Str x, Str y, Str t) //Error: Overloaded 'operator+' must be a unary or binary operator (has 3 parameters)
{
    Str z;
    z.val = x.val + y.val;
    return z;
}
int main()
{
    Str x;
    Str y;
    Str z = x + y; //Error: Invalid operands to binary expression ('Str' and 'Str')
    std::cout << z.val << std::endl;
    return 0;
}

auto operator+(int x, double y) //Error: Overloaded 'operator+' must have at least one parameter of class or enumeration type
{
    //Do something
}

– 除 operator() 外其它运算符不能有缺省参数

struct Str
{
    int val = 3;
};
auto operator+(Str x, Str y = Str{}) //Error: Parameter of overloaded 'operator+' cannot have a default argument
{
    Str z;
    z.val = x.val + y.val;
    return z;
}

struct Str
{
    int val = 3;
    auto operator()(int y = 3) //重载()运算符要类内定义，第一个小括号是运算符，第二个小括号内的int y(可以有缺省值,比如此处是3)是要放入第一个小括号内的参数
    {
        return val + y;
    }
};
int main()
{
    Str x;
    std::cout << x(5) << std::endl;
    std::cout << x() << std::endl;
    return 0;
}

在这里插入图片描述

– 可以选择实现为成员函数与非成员函数

struct Str
{
    int val = 3;
    auto operator()(int y = 3) //隶属于类Str，因此是成员函数
    {
        return val + y;
    }
};
Str Add(Str x, Str y) //定义成非成员函数
{
    Str z;
    z.val = x.val + y.val;
    return z;
}
auto operator+(Str x, Str y) //定义成非成员函数
{
    Str z;
    z.val = x.val + y.val;
    return z;
}
int main()
{
    Str x;
    std::cout << x(5) << std::endl;
    std::cout << x() << std::endl;
    return 0;
}

● 通常来说，实现为成员函数会以 *this 作为第一个操作数（注意 == 与 <=> 的重载）

struct Str
{
    int val = 3;
    //auto operator+(Str x, Str y) //包含三个参数: 类的缺省的对象、x和y。Error: Overloaded 'operator+' must be a unary or binary operator (has 3 parameters)
    auto operator+(Str input) //定义成成员函数，OK，包含两个参数: 类的缺省的对象、x
    {
        Str res;
        res.val = val + input.val;
        return res;
    }
};
int main()
{
    Str x;
    Str y;
    Str z = x + y; //x传值给重载+运算符的缺省参数，y传值给重载+运算符的input
    std::cout << z.val << std::endl;
    return 0;
}