第13课 - 操作符重载 - 下
思考：
通过operator关键字能够将操作符定义为全局函数，操作符重载的本质就是函数重载。类的成员函数是否可以作为操作符重载的函数？
1. operator+的成员函数实现
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
class Complex
{
int a;
int b;
public:
Complex(int a, int b)
{
this->a = a;
this->b = b;
}
int getA()
{
return a;
}
int getB()
{
return b;
}
Complex operator+ (const Complex& c2);
//看上去只有一个参数，实际有俩，另一个是this指针
friend ostream& operator<< (ostream& out, const Complex& c);
};
ostream& operator<< (ostream& out, const Complex& c)
{
out<<c.a<<" + "<<c.b<<"i";
return out;
}
Complex Complex::operator+ (const Complex& c2)
{
Complex ret(0, 0);
ret.a = this->a + c2.a;
ret.b = this->b + c2.b;
return ret;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Complex c1(1, 2);
Complex c2(3, 4);
Complex c3 = c1 + c2;
cout<<c1<<endl;
cout<<c2<<endl;
cout<<c3<<endl;
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
运行结果：
1 + 2i
3 + 4i
4 + 6i
用成员函数重载的操作符，比全局操作符重载函数少一个参数，即左操作数。另外也不需要使用friend关键字。
Complex c1(1, 2);
Complex c2(3, 4);
Complex c3 = c1 + c2;
等价于
Complex c1(1, 2);
Complex c2(3, 4);
Complex c3 = c1.operator+ c2;
操作符的重载实际上就都是函数来实现的。
问：
什么时候使用全局函数重载操作符？什么时候使用全局函数重载操作符？
答：
l 当无法修改左操作数的类时，使用全局函数进行重载。
l =, [], ()和->操作符只能通过成员函数进行重载。
2. 代码—数组的改进
重载赋值操作符，重载数组操作符，重载比较操作符。
C++编译器会为每个类提供默认的赋值操作符。默认的赋值操作符只是做简单的值复制。
类中存在指针成员变量时就需要重载赋值操作符。
Array.h
#ifndef _ARRAY_H_
#define _ARRAY_H_
class Array
{
private:
int mLength;
int* mSpace;
public:
Array(int length);
Array(const Array& obj);
int length();
~Array();
int& operator[](int i);
Array& operator= (const Array& obj);
bool operator== (const Array& obj);
bool operator!= (const Array& obj);
};
#endif
Array.cpp
#include <stdio.h>
#include "Array.h"
Array::Array(int length)
{
if( length < 0 )
{
length = 0;
}
mLength = length;
mSpace = new int[mLength];
}
Array::Array(const Array& obj)
{
mLength = obj.mLength;
mSpace = new int[mLength];
for(int i=0; i<mLength; i++)
{
mSpace[i] = obj.mSpace[i];
}
}
int Array::length()
{
return mLength;
}
Array::~Array()
{
mLength = -1;
printf("%08X ", mSpace);
delete[] mSpace;
}
int& Array::operator[](int i)
{
return mSpace[i];
}
Array& Array::operator= (const Array& obj)
{
delete[] mSpace;
mLength = obj.mLength;
mSpace = new int[mLength];
for(int i=0; i<mLength; i++)
{
mSpace[i] = obj.mSpace[i];
}
return *this;
}
bool Array::operator == (const Array& obj)
{
bool ret = true;
if( mLength == obj.mLength )
{
for(int i=0; i<mLength; i++)
{
if( mSpace[i] != obj.mSpace[i] )
{
ret = false;
break;
}
}
}
else
{
ret = false;
}
return ret;
}
bool Array::operator!= (const Array& obj)
{
return !(*this == obj);
}
main.c
#include <stdio.h>
#include "Array.h"
int main()
{
Array a1(10);
Array a2(0);
Array a3(0);
if( a1 != a2 )
{
printf("a1 != a2 ");
}
for(int i=0; i<a1.length(); i++)
{
a1[i] = i + 1;
}
for(int i=0; i<a1.length(); i++)
{
printf("Element %d: %d ", i, a1[i]);
}
a3 = a2 = a1;
if( a1 == a2 )
{
printf("a1 == a2 ");
}
for(int i=0; i<a2.length(); i++)
{
printf("Element %d: %d ", i, a2[i]);
}
printf("Press any key to continue...");
getchar();
return 0;
}
3. 要点
C++编译器会为每个类提供默认的赋值操作符。
默认的赋值操作符只是做简单的值复制。
类中存在指针成员变量时就需要重载赋值操作符。
l ++操作符的重载（--操作符是一样的）
++操作符只有一个操作数.
++操作符有前缀和有后缀的区分
l 如何重载++操作符才能区，分前置运算和后置运算？
操作符重载是通过函数重载实现的，C++中通过一个占位参数来区分前置运算和后置运算。
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
class Complex
{
int a;
int b;
public:
Complex(int a, int b)
{
this->a = a;
this->b = b;
}
int getA()
{
return a;
}
int getB()
{
return b;
}
Complex operator+ (const Complex& c2);
Complex operator++ (int); // obj++
Complex& operator++(); // ++obj
friend ostream& operator<< (ostream& out, const Complex& c);
};
ostream& operator<< (ostream& out, const Complex& c)
{
out<<c.a<<" + "<<c.b<<"i";
return out;
}
Complex Complex::operator++ (int) //具体的实现
{
Complex ret = *this; //拷贝构造函数，将当前的值拷贝到ret中。
a++;
b++;
return ret;
}
Complex& Complex::operator++() //具体的实现
{
++a;
++b;
return *this;
}
//以上连个函数说明前置的++效率更高。
Complex Complex::operator+ (const Complex& c2)
{
Complex ret(0, 0);
ret.a = this->a + c2.a;
ret.b = this->b + c2.b;
return ret;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Complex c1(1, 2);
Complex c2(3, 4);
Complex c3 = c2;
c2++;
++c3;
cout<<c1<<endl;
cout<<c2<<endl;
cout<<c3<<endl;
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
4. 为什么不能重载&&和||操作符
从语法的角度可以重载，但是最好不要，容易出错。
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
int i;
public:
Test(int i)
{
this->i = i;
}
Test operator+ (const Test& obj) //加法操作符重载
{
Test ret(0);
cout<<"Test operator+ (const Test& obj)"<<endl;
ret.i = i + obj.i;
return ret;
}
bool operator&& (const Test& obj) //与运算操作符重载
{
cout<<"bool operator&& (const Test& obj)"<<endl;
return i && obj.i;
}
};
int main(int argc, char *argv[])
{
int a1 = 0;
int a2 = 1;
if( a1 && (a1 + a2) )
{
cout<<"Hello"<<endl;
}
Test t1 = 0;
Test t2 = 1;
if( t1 && (t1 + t2) )
{
cout<<"World"<<endl;
}
cout << "Press the enter key to continue ...";
cin.get();
return EXIT_SUCCESS;
}
运行结果：
Test operator+ (const Test& obj)
bool operator&& (const Test& obj)
l &&和||是C++中非常特殊的操作符。
l &&和||内置实现了短路规则。
l 操作符重载是靠函数重载来完成的。
l 操作数作为函数参数传递。
l C++的函数参数都会被求值，无法实现短路规则。
小结：
操作符重载可以直接使用类的成员函数实现。
=, [], ()和->操作符只能通过成员函数进行重载。
++操作符通过一个int参数进行前置与后置的重载。
C++中不要重载&&和||操作符。