第 7 章 运算符重载

1. 第7章 运算符重载

2. 7.1运算符重载概述 7.1.1 运算符重载的好处

3. 定义一个简化的复数类complex: class complex { public: double real,imag; complex(double r=0,double i=0) { real=r; imag=i;} }; 若要把类complex的两个对象com1和com2加在一起,下面的语句是不能实现的: main() { complex com1(1.1,2.2),com2(3.3,4.4),total; total=com1+com2; //错误 //… return 0; }

4. 若要将上述类complex的两个对象相加,只要编写一个运算符函数operator+(),如下所示:若要将上述类complex的两个对象相加,只要编写一个运算符函数operator+(),如下所示: complex operator+(complex om1,complex om2) { complex temp; temp.real=om1.real+om2.real; temp.imag=om1.imag+om2.imag; return temp; } 我们就能方便地使用语句: total=com1+com2; 将类complex的两个对象com1和com2相加。

5. 7.2 运算符重载函数的两种形式 7.2.1 友元运算符函数 在C++中,可以把运算符重载函数定义成某个类的友元函数,称为友元运算符函数。

6. 1. 友元运算符函数定义的语法形式 友元运算符函数的原型在类的内部声明格式如下: class X { //… friend 返回类型 operator运算符(形参表); //… } 在类外定义友元运算符函数的格式如下: 返回类型 operator运算符(形参表) { 函数体 }

7. 2. 双目运算符重载 当用友元函数重载双目运算符时,两个操作数都要传递给运算符函数。 例7.2 用友元运算符函数进行复数运算。

8. 一般而言,如果在类X中采用友元函数重载双目运算符@,而aa和bb是类X的两个对象,则以下两种函数调用方法是等价的:一般而言,如果在类X中采用友元函数重载双目运算符@,而aa和bb是类X的两个对象,则以下两种函数调用方法是等价的: aa @ bb; // 隐式调用 operator @(aa,bb); // 显式调用

9. 3. 单目运算符重载 用友元函数重载单目运算符时,需要一个显式的操作数。 例7.3 用友元函数重载单目运算符“-”。

10. 一般而言,如果在类X中采用友元函数重载单目运算符@,而aa是类X的对象,则以下两种函数调用方法是等价的:一般而言,如果在类X中采用友元函数重载单目运算符@,而aa是类X的对象,则以下两种函数调用方法是等价的: @aa; // 隐式调用 operator@(aa); // 显式调用

11. 7.2.2 成员运算符函数 在C++中,可以把运算符函数定义成某个类的成员函数,称为成员运算符函数。

12. 1.成员运算符函数定义的语法形式 成员运算符函数的原型在类的内部声明格式如下: class X { //… 返回类型 operator运算符(形参表); //… } 在类外定义成员运算符函数的格式如下: 返回类型 X::operator运算符(形参表) { 函数体 }

13. 2. 双目运算符重载 对双目运算符而言,成员运算符函数的形参表中仅有一个参数,它作为运算符的右操作数,此时当前对象作为运算符的左操作数,它是通过this指针隐含地传递给函数的。 例7.6 采用成员运算符函数来完成例7.2中同样的工作。

14. 一般而言,如果在类X中采用成员函数重载双目运算符@,成员运算符函数operator@ 所需的一个操作数由对象aa通过this指针隐含地传递,它的另一个操作数bb在参数表中显示,aa和bb是类X的两个对象,则以下两种函数调用方法是等价的: aa @ bb; // 隐式调用 aa.operator @(bb); // 显式调用

15. 3. 单目运算符重载 对单目运算符而言,成员运算符函数的参数表中没有参数,此时当前对象作为运算符的一个操作数。 。 例7.7 重载单目运算符“++”。

16. 一般而言,采用成员函数重载单目运算符时,以下两种方法是等价的:一般而言,采用成员函数重载单目运算符时,以下两种方法是等价的: @aa; // 隐式调用 aa.operator@(); // 显式调用 成员运算符函数operator @所需的一个操作数由对象aa通过this指针隐含地传递。因此,在它的参数表中没有参数。

17. 7.2.3 成员运算符函数与友元运算符函数的比较 (1) 对双目运算符而言,成员运算符函数带有一个参数,而友元运算符函数带有两个参数;对单目运算符而言,成员运算符函数不带参数,而友元运算符函数带一个参数。 (2) 双目运算符一般可以被重载为友元运算符函数或成员运算符函数,但有一种情况,必须使用友元函数。 (3) 成员运算符函数和友元运算符函数可以用习惯方式调用,也可以用它们专用的方式调用,表7-1列出了一般情况下运算符函数的调用形式。 (4) C++的大部分运算符既可说明为成员运算符函数,又可说明为友元运算符函数。究竟选择哪一种运算符好一些,没有定论,这主要取决于实际情况和程序员的习惯。

18. 7.3 几个常用运算符的重载 7.3.1 单目运算符“++”和“--”的重载 在C++中,可以通过在运算符函数参数表中是否插入关键字int来区分前缀和后缀这两种方式。 ◆对于前缀方式++ob,可以用运算符函数重载为 ob.operator ++(); // 成员函数重载 或 operator ++ (X& ob); // 友元函数重载, 其中ob为类X对象的引用 ◆ 对于后缀方式ob++,可以用运算符函数重载为 ob.ooperator ++(int); // 成员函数重载 或 operator++(X& ob,int); // 友元函数重载 在调用后缀方式的函数时,参数int一般被传递给值0。

19. 7.3.2 赋值运算符“=”的重载 对任一类X,如果没有用户自定义的赋值运算符函数,那么系统自动地为其生成一个缺省的赋值运算符函数,定义为类X中的成员到成员的赋值,例如: X &X::operator=(const X& source) { //…成员间赋值 } 若obj1和obj2是类X的两个对象,obj2已被创建,则编译程序遇到如下语句: obj1=obj2; 就调用缺省的赋值运算符函数,将对象obj2的数据成员的值逐个赋给对象obj1的对应数据成员中。

20. 1.指针悬挂问题 在某些特殊情况下,如类中有指针类型时,使用缺省的赋值运算符函数会产生错误。

21. 例7.11 使用缺省的赋值运算符函数产生错误的例子。 #include <iostream.h> #include<string.h> class string { public: string(char *s) { ptr=new char[strlen(s)+1]; strcpy(ptr,s); } ~string() { delete ptr; } void print() { cout<<ptr<<endl; } private: char *ptr; };

22. void main() { string p1("book"); string p2("pen"); p1=p2; cout<<"p2:"; p2.print(); cout<<"p1:"; p1.print(); }

23. 2. 重载赋值运算符解决指针悬挂问题 为了解决上述使用缺省的赋值运算符所遇到的指针悬挂问题,必须重载赋值运算符,使得对目标对象数据成员指针的赋值,是把原对象指针ptr所指向的内容传递给它,而不是简单地传递指针值。

24. 例7.12 重载赋值运算符解决指针悬挂问题。 #include <iostream.h> #include<string.h> class string { public: string(char *s) { ptr=new char[strlen(s)+1]; strcpy(ptr,s);} ~string(){ delete ptr; } void print(){ cout<<ptr<<endl; } string& operator=(const string&);//声明赋值运算符重载函数 private: char *ptr; };

25. string& string::operator=(const string& s) // 定义赋值运算符 重载函数 { if (this==&s) return *this; // 防止s=s的赋值 delete ptr; // 释放掉原区域 ptr=new char[strlen(s.ptr)+1]; // 分配新区域 strcpy(ptr,s.ptr); // 字符串拷贝 return *this; } void main() { string p1("book"); string p2("pen"); p1=p2; cout<<"p2:"; p2.print(); cout<<"p1:"; p1.print(); }