C++笔记: 运算符重载

运算符重载

当我们在C++中定义一个类时，我们可以通过运算符重载的方式来改变该类对象与其他对象之间的行为。运算符重载是一种特殊的函数重载，它允许我们重新定义C++内置运算符的含义，以适应我们自己定义的类类型。

一般来说，我们可以使用运算符重载来实现以下操作：

1. 改变内置运算符的行为，使其适用于自定义类型。
2. 使自定义类型的行为更符合直觉，从而提高代码的可读性和可维护性。
3. 实现自定义类型之间的运算。

运算符重载的语法如下：

return_type operator op (parameters)
{
    // code
}

其中，op代表要重载的运算符，return_type代表运算符重载函数的返回类型，parameters代表运算符重载函数的参数列表。

举例

下面是一个简单的例子，演示如何重载加号运算符：

#include <iostream>

class Complex {
public:
    Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
    Complex operator + (const Complex& c) {
        return Complex(real + c.real, imag + c.imag);
    }
    void display() {
        std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl;
    }
private:
    double real;
    double imag;
};

int main() {
    Complex c1(2.0, 3.0);
    Complex c2(4.0, 5.0);
    Complex c3 = c1 + c2;
    c3.display();
    return 0;
}

在上面的例子中，我们定义了一个名为Complex的类，它表示一个复数。我们重载了加号运算符，使得两个Complex对象可以相加。在main()函数中，我们创建了两个Complex对象c1和c2，并将它们相加，将结果赋值给c3。最后，我们调用display()函数来显示c3的值。

需要注意的是，运算符重载函数可以是类的成员函数，也可以是全局函数。如果运算符重载函数是类的成员函数，那么第一个参数必须是该类的对象。如果运算符重载函数是全局函数，那么它必须至少有一个参数是该类的对象。

除了重载加号运算符，我们还可以重载其他运算符，例如减号、乘号、除号、小于号、大于号等等。此外，我们还可以重载输入输出运算符，使得我们可以使用cin和cout来输入输出自定义类型的对象。

函数重载

函数重载指的是在同一个作用域中定义多个具有相同名称但参数列表不同的函数。函数重载允许我们使用相同的函数名来执行不同的操作，根据传递给函数的参数的类型和数量进行区分。

函数重载的概念可以通过以下几个步骤来解释：

1. 函数名称相同：函数重载要求在同一个作用域中定义具有相同名称的函数。
2. 参数列表不同：重载函数的参数列表必须不同。参数列表可以包括参数的数量、类型或者参数的顺序。
3. 返回类型不同不足以构成函数重载：函数重载不仅仅依赖于返回类型，如果只有返回类型不同而其他方面相同，将无法实现函数重载。

下面是一个例子，说明了函数重载的概念：

#include <iostream>

// 重载函数 add，用于计算两个整数之和
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 重载函数 add，用于计算三个整数之和
int add(int a, int b, int c) {
    return a + b + c;
}

// 重载函数 add，用于计算两个浮点数之和
float add(float a, float b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int sum1 = add(2, 3);
    int sum2 = add(2, 3, 4);
    float sum3 = add(2.5f, 3.7f);

    std::cout << "Sum 1: " << sum1 << std::endl;
    std::cout << "Sum 2: " << sum2 << std::endl;
    std::cout << "Sum 3: " << sum3 << std::endl;

    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了三个重载的 add 函数。第一个函数用于计算两个整数之和，第二个函数用于计算三个整数之和，第三个函数用于计算两个浮点数之和。

通过函数重载，我们可以使用相同的函数名 add 来执行不同类型和数量的操作。在 main 函数中，我们分别调用了这三个重载函数，并打印出它们的结果。

总结: 函数重载是一种允许在同一个作用域中定义多个具有相同名称但参数列表不同的函数的特性。