C++ 运算符重载
Chapter1 C++ 运算符重载
原文链接：https://blog.csdn.net/lu_embedded/article/details/121599696
下面是一些 C++ 运算符重载示例，包括算术运算符、赋值运算符、逻辑运算符、成员运算符、关系运算符等等，这些都是使用频率较高的几个运算符重载案例。
示例 1：一元运算符重载
一元运算符即只对一个操作数进行操作的运算符，例如：!obj、-obj、++obj 、obj++ 或 obj-- 等等。
下面示例将对负号（-）进行重载：
#include <iostream>
using namespace std;
class Distance
{
private:
int feet; // 0 到无穷
int inches; // 0 到 12
public:
// 构造函数
Distance() {
feet = 0;
inches = 0;
}
Distance(int f, int i) {
feet = f;
inches = i;
}
// 显示距离
void displayDistance() {
cout << "F: " << feet << ", I: " << inches << endl;
}
// 重载负运算符 ( - )
Distance operator- () {
feet = -feet;
inches = -inches;
return Distance(feet, inches);
}
};
int main(void)
{
Distance d1(1, 10), d2(-5, 110);
-d1; // 取相反数
d1.displayDistance(); // 距离 D1
-d2; // 取相反数
d2.displayDistance(); // 距离 D2
return 0;
}
编译并运行以上示例，输出结果如下：
F: -1, I: -10
F: 5, I: -110
示例 2：二元运算符重载
二元运算符即需要两个参数的运算符，例如：加运算符（+）、减运算符（-）、乘运算符（*）、除运算符（/）。
下面示例将重载加运算符（+）：
#include <iostream>
using namespace std;
class Box
{
double length; // 长度
double width; // 宽度
double height; // 高度
public:
Box () {
length = 0.0;
width = 0.0;
height = 0.0;
}
Box (double a, double b ,double c)
{
length = a;
width = b;
height = c;
}
double getVolume(void)
{
return length * width * height;
}
// 重载 + 运算符，用于把两个 Box 对象相加
Box operator+(const Box& b)
{
Box box;
box.length = this->length + b.length;
box.width = this->width + b.width;
box.height = this->height + b.height;
return box;
}
};
int main(void)
{
Box b1(5.0, 4.0, 3.0);
Box b2(6.0, 5.0, 4.0);
Box b3;
cout << "Volume of b1 : " << b1.getVolume() << endl;
cout << "Volume of b2 : " << b2.getVolume() << endl;
// 把两个对象相加，得到 Box3
b3 = b1 + b2;
// Box3 的体积
cout << "Volume of b3 : " << b3.getVolume() << endl;
return 0;
}
使用 g++ main.cpp && ./a.out 命令编译运行以上示例，输出结果如下：
Volume of b1 : 60
Volume of b2 : 120
Volume of b3 : 693
示例 3：关系运算符重载
C++ 允许重载任何一个关系运算符（例如 < 、 > 、 <= 、 >= 、 == 等），重载后的关系运算符可用于比较类的对象。许多 C++ 内置的数据类型也都支持各种关系运算符。
下面示例将重载小于符（<）：
#include <iostream>
using namespace std;
class Rect
{
private:
double width;
double height;
public:
Rect(double a, double b)
{
width = a;
height = b;
}
double area() {
return width * height;
}
// 重载小于运算符 ( < ), 按照面积比大小
bool operator<(Rect& that)
{
return this->area() < that.area();
}
};
int main()
{
Rect r1(3.0, 5.0), r2(3.5, 4.5);
cout << "Area of r1 = " << r1.area() << endl;
cout << "Area of r2 = " << r2.area() << endl;
if ( r1 < r2 )
cout << "r1 is less than r2" << endl;
else
cout << "r1 is large than r2" << endl;
return 0;
}
编译运行以上代码，输出结果如下：
Area of r1 = 15
Area of r2 = 15.75
r1 is less than r2
示例 4：输入/输出运算符重载
C++ 使用流提取运算符（>>）和流插入运算符（<<）来输入和输出内置的数据类型，同时也允许重载 >> 和 << 来操作对象等用户自定义的数据类型。
可以把运算符重载函数声明为类的友元函数，这样就可以不用创建对象而直接调用函数。
#include <iostream>
using namespace std;
class Rect
{
public:
double width;
double height;
Rect() {
width = 0;
height = 0;
}
Rect(double a, double b )
{
width = a;
height = b;
}
double area() {
return width * height;
}
friend std::ostream &operator<<(std::ostream &output, Rect &r)
{
output << "width: " << r.width << ", ";
output << "height: " << r.height << ", ";
output << "area: " << r.area();
return output;
}
friend std::istream &operator>>(std::istream &input, Rect &r)
{
input >> r.width >> r.height;
return input;
}
};
int main()
{
Rect r1(3.0, 4.0), r2(6.0, 8.0), r3;
cout << "Enter the value of object: \n";
cin >> r3;
cout << "r1: " << r1 << endl;
cout << "r2: " << r2 << endl;
cout << "r3: " << r3 << endl;
return 0;
}
编译和运行以上示例，输出结果如下：
Enter the value of object:
2 3
r1: width: 3, height: 4, area: 12
r2: width: 6, height: 8, area: 48
r3: width: 2, height: 3, area: 6
示例 5：++ 和 – 运算符重载
递增运算符（++）和递减运算符（–）是 C++ 语言中两个重要的一元运算符，包括前缀和后缀两种用法。
下面示例将演示如何重载前缀自增（++obj）和后缀自减运算符（obj–）：
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
private:
int minute;
int second;
public:
Time () {
minute = 0;
second = 0;
}
Time (int m, int s) {
minute = m;
second = s;
}
void display() {
cout << minute << " : " << second << endl;
}
// 重载前缀递增运算符 ( ++ )
Time operator++() {
second++;
if (second >= 60) {
minute++;
second = 0;
}
return Time(minute, second);
}
// 重载后缀递增运算符（ ++ ）
Time operator++(int)
{
Time t(minute, second); // 保存原始值
second++; // 对象加 1
if (second >= 60) {
minute++;
second = 0;
}
return t; // 返回旧的原始值
}
};
int main()
{
Time t1(12, 58), t2(0,45);
t1.display();
(++t1).display();
(++t1).display();
t2.display();
(t2++).display();
(t2++).display();
return 0;
}
编译运行以上示例，输出结果如下：
12 : 58
12 : 59
13 : 0
0 : 45
0 : 45
0 : 46
示例 6：赋值运算符重载
C++ 允许重载赋值运算符（=），用于创建一个对象，比如拷贝构造函数。
下面示例重载 Rect 中的赋值运算符，并在每次拷贝的时候就把长度和宽度数值各加 1。
#include <iostream>
using namespace std;
class Rect
{
private:
double width;
double height;
public:
Rect() {
width = 0;
height = 0;
}
Rect(double a, double b) {
width = a;
height = b;
}
void display() {
cout << " width: " << width;
cout << " height: " << height;
}
void operator= (const Rect &r)
{
width = r.width + 1;
height = r.height + 1;
}
};
int main()
{
Rect r1(3.0, 4.0), r2;
r2 = r1;
cout << "r1: ";
r1.display();
cout << endl;
cout << "r2: ";
r2.display();
cout << endl;
return 0;
}
编译和运行以上示例，输出结果如下：
r1: width: 3 height: 4
r2: width: 4 height: 5
示例 7：函数调用运算符重载
C++ 允许重载函数调用运算符（即 () 符号）。重载 () 的目的不是为了创造一种新的调用函数的方式，而是创建一个可以传递任意个参数的运算符函数。其实就是创建一个可调用的对象。
下面示例将演示重载函数调用运算符的妙用：
#include <iostream>
using namespace std;
class Rect
{
private:
int width;
int height;
public:
Rect() {
width = 0;
height = 0;
}
Rect(int a ,int b) {
width = a;
height = b;
}
void operator()() {
cout << "Area of myself is:" << width * height << endl;
}
};
int main()
{
Rect r1(3, 4), r2(6, 8);
cout << "r1: ";
r1();
cout << "r2: ";
r2();
return 0;
}
编译和运行以上示例，输出结果如下：
r1: Area of myself is:12
r2: Area of myself is:48
示例 8：下标运算符重载
下标操作符（[]）通常用于访问数组元素。C++ 允许重载下标运算符用于增强操作 C++ 数组的功能，重载下标运算符最重要的作用就是设置一个哨兵，防止数组访问越界。
下面示例演示重载下标运算符：
#include <iostream>
using namespace std;
const int SIZE = 10;
class Fibo
{
private:
// 偷懒，防止把 SIZE 设置的过小
int arr[SIZE+3];
public:
Fibo() {
arr[0] = 0;
arr[1] = 1;
for(int i=2; i<SIZE; i++) {
arr[i] = arr[i-2] + arr[i-1];
}
}
int& operator[](unsigned int i) {
if (i >= SIZE) {
std::cout << "(索引超过最大值) ";
return arr[0]; // 返回第一个元素
}
return arr[i];
}
};
int main()
{
Fibo fb;
for (int i=0; i<SIZE+1; i++) {
cout << fb[i] << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
编译和运行以上示例，输出结果如下：
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 (索引超过最大值) 0
示例 9：类成员访问运算符重载
C++ 允许重载类成员访问运算符（->），用于为一个类赋予 “指针” 行为。重载 -> 运算符时需要注意以下几点：
运算符 -> 必须是一个成员函数；
如果使用了 -> 运算符，返回类型必须是指针或者是类的对象；
运算符 -> 通常与指针引用运算符 * 结合使用，用于实现智能指针的功能；
这些指针是行为与正常指针相似的对象，唯一不同的是，通过指针访问对象时，它们会执行其它的任务（比如，当指针销毁时，或者当指针指向另一个对象时，会自动删除对象）。
间接引用运算符 -> 可被定义为一个一元后缀运算符，比如：
class Ptr{
//...
X * operator->();
};
类 Ptr 的对象可用于访问类 X 的成员，使用方式与指针的用法十分相似，如下：
void f(Ptr p )
{
p->m = 10 ; // (p.operator->())->m = 10
}
语句 p->m 被解释为 (p.operator->())->m。通过下面示例加深理解：
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// 假设一个实际的类
class Obj
{
static int i, j;
public:
void f() const { cout << i++ << endl; }
void g() const { cout << j++ << endl; }
};
// 静态成员定义
int Obj::i = 10;
int Obj::j = 12;
// 为上面的类实现一个容器
class ObjContainer
{
std::vector<Obj*> a;
public:
void add(Obj* obj) {
a.push_back(obj); // 调用向量的标准方法
}
friend class SmartPointer;
};
// 实现智能指针，用于访问类 Obj 的成员
class SmartPointer {
ObjContainer oc;
int index;
public:
SmartPointer(ObjContainer& objc)
{
oc = objc;
index = 0;
}
// 前缀版本
// 返回值表示列表结束
bool operator++()
{
if(index >= oc.a.size())
return false;
if(oc.a[++index] == 0)
return false;
return true;
}
// 后缀版本
bool operator++(int)
{
return operator++();
}
// 重载运算符 ->
Obj* operator->() const
{
if(!oc.a[index]) {
std::cout << "Zero value";
return (Obj*)0;
}
return oc.a[index];
}
};
int main()
{
const int sz = 6;
Obj o[sz];
ObjContainer oc;
for(int i=0; i<sz; i++) {
oc.add(&o[i]);
}
SmartPointer sp(oc);
do {
sp->f();
sp->g();
} while(sp++);
return 0;
}
编译和运行以上示例，输出结果如下：
10
12
11
13
12
14
13
15
14
16
15
17
示例 10：逻辑非运算符重载
逻辑非（!）运算符是一元运算符，它总是出现在所操作对象的左边，如 !obj。逻辑非运算符运算符返回的类型为 bool 类型，当对象为真值时，返回假；当对象为假值时，返回真。
下面示例演示如何重载 ! 运算符：
#include <iostream>
using namespace std;
class Rect
{
private:
int width;
int height;
public:
Rect() {
width = 0;
height = 0;
}
Rect( int a, int b ) {
width = a;
height = b;
}
int area () {
return width * height;
}
// 当 width 或者 height 有一个小于 0 则返回 true
bool operator!() {
if ( width <= 0 || height <= 0 ) {
return true;
}
return false;
}
};
int main()
{
Rect r1(3, 4), r2(-3, 4);
if (!r1) cout << "r1 is not a rectangle" << endl;
else cout << "r1 is a rectangle" << endl;
if (!r2) cout << "r2 is not a rectangle" << endl;
else cout << "r2 is a rectangle" << endl;
return 0;
}
使用 g++ main.cpp && ./a.out 命令编译和运行以上示例，输出结果如下：
r1 is a rectangle
r2 is not a rectangle
Chapter2 C++运算符重载==，＜，＞，＜=，＞=
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_58665528/article/details/122417755
以==为例
1. 对于a == b (a.operator==(b))，我们肯定希望b的值不会改，所以要有const修饰，加上希望减少空间开销，提高效率，所以使用引用。所以，参数的类型为const Point&
2. 对于a == b (a.operator==(b))，对于函数的返回值，自然是布尔类型
综上得出bool operator==(const Point& point);
class Point {
private:
int m_xPosition;
int m_yPosition;
public:
Point(int xPosition = 0, int yPosition = 0); //构造函数 声明
bool operator==(const Point& point); //重载运算符== 声明
bool operator<=(const Point& point); //重载运算符<= 声明
bool operator>=(const Point& point); //重载运算符>= 声明
bool operator<(const Point& point); //重载运算符< 声明
bool operator>(const Point& point); //重载运算符> 声明
};
//构造函数 定义
Point::Point(int xPosition, int yPosition)
: m_xPosition(xPosition), m_yPosition(yPosition) {}
//重载运算符== 定义
bool Point::operator==(const Point& point) {
if (this->m_xPosition == point.m_xPosition && this->m_yPosition == point.m_yPosition)
return true;
else
return false;
}
//重载运算符<= 定义
bool Point::operator<=(const Point& point) {
if (this->m_xPosition <= point.m_xPosition && this->m_yPosition <= point.m_yPosition)
return true;
else
return false;
}
//重载运算符>= 定义
bool Point::operator>=(const Point& point) {
if (this->m_xPosition >= point.m_xPosition && this->m_yPosition >= point.m_yPosition)
return true;
else
return false;
}
//重载运算符< 定义
bool Point::operator<(const Point& point) {
if (this->m_xPosition < point.m_xPosition && this->m_yPosition < point.m_yPosition)
return true;
else
return false;
}
//重载运算符> 定义
bool Point::operator>(const Point& point) {
if (this->m_xPosition > point.m_xPosition && this->m_yPosition > point.m_yPosition)
return true;
else
return false;
}
