第10章运算符重载
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数据结构-运算符重载
Complex operator+(Complex &c1,Complex &c2) { Complex c; c.real=c1.real+c2.real; c.imag=c1.imag+c2.imag; return c; } void Complex::display( ) { cout<<"("<<real<<","<<imag<<"i)"<<endl; }
#include <iostream> using namespace std; class Complex { double real; double imag; public: Complex( ) { real=0; imag=0; } Complex(double r,double i):real(r),imag(i) {} friend Complex operator+(Complex &c1,Complex &c2); void display( ); };
10.1 什么是运算符重载
C++中预定义的运算符的操作对象只能是基 本数据类型。但实际上，对于许多用户自定 义的类型，也需要类似的运算。这时就必须 重新定义这些运算符，赋于已有运算符新的 功能，使之能够用于特定类型执行特定操作。
实际上，很多C++操作符已经被重载。例如， 将*操作符用于地址，将得到在这个地址中的 值；但将它用于两个数字时，得到的将是它 们的乘积。 C++根据操作数的数目和类型来决定采用哪 种操作。
C--程序设计--第10章-多态性及虚函数
使用重载函数注意：
不要使用重载函数描述不相干的函数 在类中，构造函数和普通成员函数均可以
重载 避免与函数的默认参数产生二义性
二、运算符重载
运算符重载(operate overloading)就是 赋予已有的运算符多重含义。
运算符重载实质是函数重载，运算符重载 的选择与函数重载类似，会根据运算符的 操作数的类型、个数和顺序来进行运算符 函数的选择。
#include<iostream.h> str#iinngc:l:usdter<isntgr(icnhga.rh>*s) v{}ossccsssc{s{{ittohtttolsstlsssls*drruarrrueptrepttepsi1trii3tc{pn=rin=rrn=pmn.<nn.<lprgncngncign=agp<*ggp<auitepgtepnte'irssrssbv\hwy:hwyghwnsit1ssitsla0=(:=(:=(tnr=ttnrit'scssscs:sc)rt1"rrt3scesss~ivci;thpt1hpsih1(.T23(.t::tttsnohn}ra,r.a,tza()gh(()grrrrttiatlrsilrsrer";eass;eiiiirdre[)ne[1i;[Ttt1ttnnnniglnl;gnl.nlhl)rlggggnep*e(e}(gesgeiei;2e(((gtrsnsnstnp(nsns)ncsi(lipg)gthg)ig(;(htn)en;t;tr;t;nti)a)artnthhih}ths<<ri{((;+n++<p<snd))}1g1s1aere*ige;]]i]nonszl{{;&;z;ddgd)&eercseelrl;s=teo1)m;a;/18etu)om/)0ut..;)构sr<""/;pn<造);//;s;/复}lp函构e<制n<数造ge构tn函hd造;l数};重} 载
运算符重载
说明：
Complex Complex::operator+(Complex c){ Complex Temp(Real+c.Real , Image+c.Image) ; return Temp ; }
当成员函数的参数为同一类（class）的对象或它的引 用，在函数体内使用参数对象的私有数据成员时，可 用对象名加成员访问操作符点号进行。 从逻辑上讲，每个对象有自己的成员函数，访问同类其 他对象的私有数据成员应通过该对象的公有函数，不 能直接访问。但在物理上只有一个成员函数代码，所 以直接访问是合理的。仅在成员函数中可以这样做。
int main(void){ Complex c1(1.0,1.0) , c2(2.0,2.0) , c3(4.0,4.0) , c; double d=0.5 ; c1.Print(); c=c2+c3; c.Print(); //两复数相加 c+=c2+=c1; c.Print(); //连续加赋值 c=c+d; c.Print(); //复数加实数 c=d+c; c.Print(); //实数加复数 c=c3*c2; c.Print(); c=c3/c1; c.Print(); c=c3*d; c.Print(); //复数乘以实数 c=c3/d; c.Print() ; //复数除以实数 cout<<"c3的模为："<<abs(c3)<<endl ; return 0;}
4. C++中只有极少数的运算符不允许重载。
运算符
运算符名称
三目条件运算 符 成员与成员指 针操作符 作用域操作符 类型字长操作 符
禁止重载的理由
运算符重载
1、多态性的基本概念2、派生类对象替换基类对象3、虚函数的定义4、抽象类的定义5、宠物类的设计6、运算符重载7、日期类对象判断大小8、分数类对象运算符重载☐运算符重载指赋予运算符新的操作功能，主要用于对类的对象的操作☐运算符+意味着多少对象类型的加法呢？☐还可以定义新的对象类型加法☐运算符重载定义形式：<类型><类名>::operator<操作符>(<参数表>){函数体}☐首先定义虚数类☐虚数可以描述为：a+bi☐a与b看成实数，定义成double类型☐成员函数除了构造与析构外，还有：☐输出虚数、修改虚数、得到实部a、得到虚部b ☐相加+、判相等==#include <iostream>using namespace std;class Complex{private:double real, imag;public:Complex(double r = 0, double i = 0): real(r), imag(i){ }double Real(){return real;}double Imag(){return imag;}Complex operator +(Complex&);Complex operator +(double);bool operator ==(Complex);~Complex(){ };Complex Complex::operator +(Complex &c)// 重载运算符＋，两边是虚数对象{Complex temp;temp.real = real+c.real;temp.imag = imag+c.imag;return temp;}Complex Complex::operator +(double d)// 重载运算符＋，左边是虚数对象，右边是双精度数{Complex temp;temp.real = real+d;temp.imag=imag;return temp;}bool Complex::operator ==(Complex c)// 重载运算符=={if (real == c.real && imag == c.imag)return true;elseint main(){Complex c1(3,4),c2(5,6),c3;cout << "C1 = " << c1.Real() << "+j" << c1.Imag() << endl;cout << "C2 = " << c2.Real() << "+j" << c2.Imag() << endl;c3 = c1+c2;cout << "C3 = " << c3.Real() << "+j" << c3.Imag() << endl;c3 = c3+6.5;cout << "C3 + 6.5 = " << c3.Real() << "+j" << c3.Imag() << endl;if ( c1==c2 )cout<<“两个复数相等”;elsecout<<“两个复数不相等”;return 0;☐运算符++分前置运算符和后置运算符☐例如: ++Y与Y++☐前置运算符定义Complex Complex::operator ++ () {real+=1;return *this;}☐后置运算符定义Complex Complex::operator ++ (int) {real+=1;return *this;}。
运算符重载
例4.1 通过函数来实现复数相加 #include <iostream> using namespace std; class Complex { private: double real,image; public: Complex() { real=0; image=0; } Complex(double r,double i):real(r),image(i){} Complex complex_add(Complex &c2); void display(); };
4.4 重载运算符函数的设计
• 1. 重载运算符的返回值
–运算符函数的返回值类型一般都与当前类 的类型有关。 –运算符函数返回对象的值还是对象引用
• 原则：如果运算符形成的表达式（函数调用表达 式）需要作为左值则返回引用，否则返回值。
• ⑴+、－、*、/、%、后置的++和-– 因为加法、减法、乘法、除法和后置的加1和减1表达 式不能做左值，重载时应返回对象的值，故应采用类 似如下的函数原型： – Complex operator+(...); – Complex operator++(...);
+ ^ =
& <
* | >
/ ~ +=
% ! -=
*= |= == || ->
/= << != ++ []
%= >> <= -()
^= >>= >= >* New
&= <<= && , delete
.
.*
::
运算符重载
{
rpart=rp;
ipart=ip;
}
Complex add( const Complex & com )
{
Complex temp ;
temp .rpart= com .rpart+rpart;
temp .ipart= com .ip+ipart;
return temp ;
}
2020/7/2
பைடு நூலகம்};
★单目运算符重载 ：
Complex Complex:: operator {
Complex temp;
( 单) 目无参数 双目一个参数
temp.rpart=-rpart;
temp.ipart)=-ipart;
return temp;
}
Complex c=-a+b;
(a.operator-( )).operator+(b)
};
point point::operator+ (point p1)
{ point p; p.x=x+p1.x; p.y=y+p1.y; return p; }
void main()
{ point p1(10,10),p2(20,20); p1=p1+p2 ;
p1.print(); ++p1; p1.print();
}
//(╳)
运算符成员函数——调用成员函数的对象隐式成为表达式的第一个运算数 外部运算符函数——其第一个参数直接对应表达式的第一个运算数；
x1=x2+x3;
operator+(x2, x3);
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运算符重载
CCS E
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运算符重载
思考:如果希望表达式i+c1有意义, 思考:如果希望表达式i+c1有意义,应该 i+c1有意义 如何定义重载运算符函数? 如何定义重载运算符函数?
friend Complex operator+(int &i,Complex &c); Complex operator+(int &i, Complex &c) {return Complex(i+c.real,c.imag);}
2
什么是运算符重载
代码分析: 代码分析: 例10.1 通过函数来实现复数 相加。 相加。
CCS E
3
运算符重载的方法
运算符重载的方法是定义一个重载运 算符的函数， 算符的函数，在需要执行被重载的运 算符时，系统就自动调用该函数， 算符时，系统就自动调用该函数，以 实现相应的运算。也就是说， 实现相应的运算。也就是说，运算符 重载是通过定义函数实现的。 重载是通过定义函数实现的。运算符 重载实质上是函数的重载。 重载实质上是函数的重载。
CCS E
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运算符重载
如果将运算符重载函数作为成员函数， 如果将运算符重载函数作为成员函数， 它可以通过this this指针自由地访问本类 它可以通过this指针自由地访问本类 的数据成员， 的数据成员，因此可以少写一个函数 的参数。 的参数。但必须要求运算表达式第一 个参数(即运算符左侧的操作数) 个参数(即运算符左侧的操作数)是一 个类对象， 个类对象，而且与运算符函数的类型 相同。 相同。因为必须通过类的对象去调用 该类的成员函数，而且只有运算符重 该类的成员函数， 载函数返回值与该对象同类型， 载函数返回值与该对象同类型，运算 结果才有意义。 结果才有意义。
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运算符重载
思考:如果希望表达式i+c1有意义, 思考:如果希望表达式i+c1有意义,应该 i+c1有意义 如何定义重载运算符函数? 如何定义重载运算符函数?
friend Complex operator+(int &i,Complex &c); Complex operator+(int &i, Complex &c) {return Complex(i+c.real,c.imag);}
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什么是运算符重载
代码分析: 代码分析: 例10.1 通过函数来实现复数 相加。 相加。
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运算符重载的方法
运算符重载的方法是定义一个重载运 算符的函数， 算符的函数，在需要执行被重载的运 算符时，系统就自动调用该函数， 算符时，系统就自动调用该函数，以 实现相应的运算。也就是说， 实现相应的运算。也就是说，运算符 重载是通过定义函数实现的。 重载是通过定义函数实现的。运算符 重载实质上是函数的重载。 重载实质上是函数的重载。
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运算符重载
如果将运算符重载函数作为成员函数， 如果将运算符重载函数作为成员函数， 它可以通过this this指针自由地访问本类 它可以通过this指针自由地访问本类 的数据成员， 的数据成员，因此可以少写一个函数 的参数。 的参数。但必须要求运算表达式第一 个参数(即运算符左侧的操作数) 个参数(即运算符左侧的操作数)是一 个类对象， 个类对象，而且与运算符函数的类型 相同。 相同。因为必须通过类的对象去调用 该类的成员函数，而且只有运算符重 该类的成员函数， 载函数返回值与该对象同类型， 载函数返回值与该对象同类型，运算 结果才有意义。 结果才有意义。
运算符重载
运算符重载为类的友元函数
类中的声明： 类中的声明： friend 函数类型 operator 运算符（参数表）； 运算符（参数表）； 运算符重载函数的定义形式： 运算符重载函数的定义形式： 运算符（参数表） 函数类型 operator 运算符（参数表） { 函数体； 函数体； } 附加例） （附加例）用友元函数实现复数的加法运算符的重 载。
数据类型转换 标准数据类型转换
隐式转换： 自动转成double型) 隐式转换：7.5+2 (将2自动转成 将 自动转成 型 显式转换： 转成整型) 显式转换：int(89.5) (将89.5转成整型 将 转成型
涉及到类类型的转换
对于用户自己声明的类型， 对于用户自己声明的类型，编译系统并不知道怎样进行转 换。解决这个问题的关键是让编译系统知道怎样去进行转 换，需要定义专门的处理函数。 需要定义专门的处理函数。 将一个其他类型的数据转换成一个类类型： 将一个其他类型的数据转换成一个类类型：转换构造函数 将一个类的对象转换成另一类型的数据： 将一个类的对象转换成另一类型的数据：类型转换函数
运算符重载的格式
运算符重载为类的成员函数 运算符重载为类的友元函数
运算符重载的规则
①
② ③ ④ ⑤
.”、 *” ::”、 ?:”和 sizeof”等几个运 除“. 、“*”、“:: 、“?: 和“sizeof 等几个运 算符不能重载外， 算符不能重载外，C++中几乎所有的运算符都可以 中几乎所有的运算符都可以 重载。 重载。 运算符被重载后，其优先级和结合性不会改变。 运算符被重载后，其优先级和结合性不会改变。 不能改变运算符操作对象的个数。 不能改变运算符操作对象的个数。 运算符的意义应不变。 运算符的意义应不变。 用于类对象的运算符一般必须重载，但有两个例外， 用于类对象的运算符一般必须重载，但有两个例外， 运算符“ 和 不必用户重载。 运算符“=”和“&”不必用户重载。 不必用户重载
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c.imag=imag+c2.imag;
return c;}
void Complex∷display( )
//定义输出函数
{cout<<″(″<<real<<″,″<<imag<<″i)″<<endl;}
int main( )
{Complex c1(3,4),c2(5,-10),c3;
//定义3个复数对象
void display43;取代了 complex_add
double real;double imag;
}; Complex Complex∷operator+(Complex &c2) //定义重载运算
符的函数 { Complex c;
隐含this指针
c.real=real+c2.real;
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10.1 什么是运算符重载
函数重载就是对一个已有的函数赋予新的含义， 使之实现新功能。
用户能根据自己的需要对C++已提供的运算符进 行重载，赋予它们新的含义，使之一名多用。 例如10.1 ：用“+”号进行两个复数的相加。在 C++中不能在程序中直接用运算符“+”对复数进 行相加运算。用户必须自己设法实现复数相加。
c3=plex_add(c2);
//调用复数相加函数
cout<<″c1=″; c1.display( );
//输出c1的值
cout<<″c2=″; c2.display( );
//输出c2的值
cout<<″c1+c2=″; c3.display( );
//输出c3的值
return 0;
} 运行结果如下： c1=(3，4i)
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在定义了重载运算符的函数后，可以说：函数 operator+重载了运算符+。为了说明在运算符重载 后，执行表达式就是调用函数的过程，可以把两个 整数相加也想像为调用下面的函数：
int operator + (int a,int b) {return (a+b);}
private:
double real;
//实部
double imag;
//虚部
};
Complex Complex∷complex_add(Complex &c2)
{Complex c;
c.real=real+c2.real;
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相加。
#include <iostream>
using namespace std;
class Complex
{public:
Complex( ){real=0;imag=0;}
Complex(double r,double i){real=r;imag=i;}
Complex operator+(Complex &c2); //声明重载运算符的函数
函数类型 operator 运算符名称 (形参表列) { 对运算符的重载处理 } 例如，想将“+”用于Complex类(复数)的加法运算， 函数的原型可以是这样的：
Complex operator+ (Complex& c1,Complex& c2);
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int main( )
c3=plex_add(c2);
{ Complex c1(3,4),c2(5,-10),c3; c1+c2
c3=c1+c2;
//运算解符释+为用: 于c1复.op数er运at算or+(c2)
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例10.1 通过函数来实现复数相加。
#include <iostream>
using namespace std;
class Complex
//定义Complex类
{public:
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第10章 运算符重载
10.1 什么是运算符重载 10.2 运算符重载的方法 10.3 重载运算符的规则 10.4 运算符重载函数作为类成员函数和友元函数 10.5 重载双目运算符 10.6 重载单目运算符 10.7 重载流插入运算符和流提取运算符 10.8 不同类型数据间的转换
Complex( ){real=0;imag=0;}
//定义构造函数
Complex(double r,double i){real=r;imag=i;} //构造函数重载
Complex complex_add(Complex &c2); //声明复数相加函数
void display( );
//声明输出函数
如果有表达式5+8，就调用此函数，将5和8作为调 用函数时的实参，函数的返回值为13。这就是用函 数的方法理解运算符。
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例10.2 改写例10.1，重载运算符“+”，使之能用于两个复数
能否直接用加号“+”来实现 复数运算呢？如:c3=c1+c2;
c2=(5，-10i)
c1+c2=(8,-6i)
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10.2 运算符重载的方法
运算符重载的方法是定义一个重载运算符的函数， 在需要执行被重载的运算符时，系统就自动调用该 函数，以实现相应的运算。重载运算符的函数一般 格式如下：
c.imag=imag+c2.imag;
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return c;}
void Complex∷display( )
{ cout<<″(″<<real<<″,″<<imag<<″i)″<<endl;}