C++中运算符的重载应用

张 捷

（黄冈职业技术学院 黄冈 438002）

一、 什么是运算符的重载

运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义，使同一个运算符作用于不同类型的表达式的行为。运算符重载的实质就是函数重载。在实现过程中，首先把指定的运算符表达式转化为对运算符函数的调用，运算对象转化为运算符函数的实参，然后根据实参的类型来确定需要调用的函数，这个过程是在编译过程中完成的。

例如：用“+”运算符完成两个实数、两个复数、两个字符串的相关运算。两个实数a=10，b=2，则两个实数相加的结果是：a+b=10+2=12；两个复数：a=10+2i，b=2+10i，则两个复数相加的结果是：a+b=12+12i；两个字符串：a=“visual”，b=“ studio”，则两字符串连接的结果是：a+b=“visual studio”。由上例可以看出，同一个运算符“+”可以用于完成实数加法、复数加法及字符串连接等不同的运算，得到不同的结果。这就是“+”运算符的重载。因此，所谓的运算符重载就是用同一个运算符完成不同的运算操作。

二、 运算符重载的规则

对运算符进行重载需要遵守以下规则：

（1）重载运算符限制在C＋＋语言中已有的并允许重载的运算符。C＋＋中的运算符除五个运算符“.、* 、：：、sizeof、？：”之外，其它都可重载。

（2）重载之后运算符的优先级和结合性均不改变。这就是说，对运算符重载不改变运算符的优先级和结合性，并且运算符重载时，单目运算符只能重载为单目运算符，双目运算符只能重载为双目运算符。

（3）不能改变运算符运算数的个数。在运算数中，至少有一个操作对象是自定义类型。

（4）重载运算含义必须清楚，不能产生二义性。运算符的重载实质是函数重载。运算符重载一般分两种形式，即重载为类的成员函数和重载为类的友元函数，这两种形式都可访问类中的私有成员。

三、 运算符重载的实现

在C++中，运算符的重载有两种方法：使用类的成员函数重载和使用fiend函数重载。下面通过实例来说明这两种重载方法的实现。

1、 使用成员函数重载运算符

运算符重载函数为类的成员函数的常见格式为：

返回类型 类名：：operator重载运算符（参数表）

{函数体}

其中，函数类型指定重载运算符的返回值类型；operator是定义运算符重载函数的关键字；运算符是要重载的运算符名称；参数表中给出重载运算所需要的参数和类型。一般情况下，单目运算符采用成员函数形式重载时，操作数由对象的this指针给出，不需要参数；双目运算符采用成员函数形式重载时，一个操作数是对象本身的数据，由this指针指出。参数表的参数为第二操作数，只需一个参数。总之，当运算符重载为类的成员函数时，除后置“＋＋、--”外，函数的参数个数比原来的操作数个数少一个。

实例：定义一个复数类，重载“=”运算符，使这个运算符能直接完成复数的赋值运算。

#include

Calss complex

{private：

Float real，image；

Public：

Complex（float r=0，float i=0）

{real=r；image=i；}//缺省构造函数

Void show（int i） //显示输出复数

{count<<”c”<

Void operator=（complex&c）

{real=c.real；image=c.image；

}

}；

Void main（void）

{complexc1（25，20），c2；

C1.show（1）；

C2=c1；

C2.show（2）；

}

程序执行后输出：c1=25+50i c2=25+50i

该重载函数的函数名为“operator=”，返回类型为void，形参为复数类对象的引用complex&c。当程序执行主函数中的赋值语句c2=c1而遇到赋值运算符“=”时，自动调用赋值运算符“=”重载函数“operator=（）”，并将“=”运算符右边的操作数c1作为实参，左边操作数c2作为调用重载函数的对象，即作了一次c2.operator=（c1）的函数调用。在函数的调用过程中，实参c1传给形参c，在函数体内完成了复数实部与虚部的赋值操作。

2、 使用friend函数重载运算符

对于运算符op，如果它的一个操作数为类A的对象，就可以将运算符重载为A类的友元函数，该函数有两个形参，其中一个形参的类型是A类。经过这样的重载后，表达式k op t就相当于函数调用operator op（k，t）。与使用成员函数定义的方法相比较，友元函数的一般定义格式只是在前面多了一个关键字friend，其他项目含义相同，除格式差别外，友元函数不是k所在类的成员函数。运算符重载函数为友元函数的一般定义格式为：Friend类型operator重载运算符（参数表）{函数体}

四、 应用运算符重载应注意的问题

由于C++语言支持函数重载，所以才能将运算符当成函数来使用。但是在编程过程中要适当运用运算符重载：既不要因过分担心自己不会用而不使用，它的本质仍然是程序员们熟悉的函数；也不要过度的使用，如果它不能使代码变得更加易读易写，那就别用，否则会增加程序出错的可能。同时在使用运算符的重载时还要注意如下问题：

■不能改变C++内部数据类型（如int，float等）的运算符

■不能重载“.”，因为“.”在类中对任何成员都有意义，已经成为标准用法。

■不能重载目前C++运算符集合中没有的符号，如#，@，$等。原因有两点，一是难以理解，而是难以确定优先级。

■对已经存在的运算符进行重载时，不能改变优先级规则，否则将引起混乱。

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[4]李 智.C＋＋函数重载与继承机制的应用[J].中国金融电脑，1995，（08）.

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