运算符重载

文章内容转载自黑马程序员C++核心编程讲义，如有侵权，请联系作者删除

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4.5 运算符重载

运算符重载概念：对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型

4.5.1 加号运算符重载

作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

class Person {
public:
	Person() {};
	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}
	//成员函数实现 + 号运算符重载
	Person operator+(const Person& p) {
		Person temp;
		temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
		temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
		return temp;
	}


public:
	int m_A;
	int m_B;
};

//全局函数实现 + 号运算符重载
//Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
//	Person temp(0, 0);
//	temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
//	temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
//	return temp;
//}

//运算符重载 可以发生函数重载 
Person operator+(const Person& p2, int val)  
{
	Person temp;
	temp.m_A = p2.m_A + val;
	temp.m_B = p2.m_B + val;
	return temp;
}

void test() {

	Person p1(10, 10);
	Person p2(20, 20);

	//成员函数方式
	Person p3 = p2 + p1;  //相当于 p2.operaor+(p1)
	cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;


	Person p4 = p3 + 10; //相当于 operator+(p3,10)
	cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl;

}

int main() {

	test();

	system("pause");

	return 0;
}

自己写的：

#include<iostream>
using namespace std;
//加号运算符重载
class Person {
public:
	//1、成员函数重载+号

	Person operator+ (Person& p) {
		Person temp;
		temp.m_a = this->m_a + p.m_a;
		temp.m_b = this->m_b + p.m_b;
		return temp;
	}
	int m_a;
	int m_b;
};
//2、全局函数重载符号
Person operator+(Person& p1, Person& p2) {//注意这个函数需要放在test01前面，否则会报错
	Person temp;
	temp.m_a = p1.m_a + p2.m_a;
	temp.m_b = p1.m_b + p2.m_b;
	return temp;
}
//函数重载版本
Person operator+(Person &p1,int num) {
	Person temp;
	temp.m_a = p1.m_a + num;
	temp.m_b = p1.m_b + num;
	return temp;
}

void test01() {
	Person p1;
	p1.m_a = 10;
	p1.m_b = 10;

	Person p2;
	p2.m_a = 10;
	p2.m_b = 10;

	
	//成员函数重载本质：
	//Person p3 = p1.operator+(p2);

	//全局函数重载本质：
	Person p3 = operator+(p1, p2);

	//两者都可以简化为以下版本
	//Person p3 = p1 + p2;
	
	//运算符重载 也可以发生函数重载
	Person p4 = p1 + 100;//Person +int;
	
	cout << p3.m_a << endl;
	cout << p3.m_b << endl;

	cout << p4.m_a << endl;
	cout << p4.m_b << endl;
}
//1、成员函数重载+号
//2、全局函数重载+号
int main() {
	test01();
	return 0;
}

总结1：对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的

总结2：不要滥用运算符重载

4.5.2 左移运算符重载

作用：可以输出自定义数据类型

class Person {
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);

public:

	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}

	//成员函数 实现不了  p << cout 不是我们想要的效果
	//void operator<<(Person& p){
	//}

private:
	int m_A;
	int m_B;
};

//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {
	out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
	return out;
}

void test() {

	Person p1(10, 20);

	cout << p1 << "hello world" << endl; //链式编程
}

int main() {

	test();

	system("pause");

	return 0;
}

自己写的：

#include<iostream>
using namespace std;
class Person {
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
	friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);

public:
	Person(int a, int b) {
		m_a = a;
		m_b = b;
	}
//public:
	//利用成员函数重载 左移运算符
	 
	// 错误写法
	//void operator<<(Person &p) { //等价于p.operator<<(p) 实际上需要传进两个对象，但我们只需要一个对象

	//}

	//另外的一种尝试
	/*void operator<<(cout) {//等价于p.operator<<(cout) 简化版本 p << cout,输出结果为cout在右侧，与预期效果相反

	}*/

	//总结：不会利用成员函数重载<<运算符，因为无法实现 cout在左侧
	//int m_a;
	//int m_b;

	//一般来说,数据成员设置权限为私有，可以利用友元的技术解决函数调用的问题 但是注意类外无法访问数据成员
	//所以应该先给他们赋初始值

private:
	int m_a;
	int m_b;
};

//只能利用全局函数重载左移运算符

//点击cout，可以查看cout的数据类型
//void operator<<(ostream &cout, Person &p) {//本质 operator<< (cout , p) 简化为cout << p
//	cout << "m_a=" << p.m_a << " " << "m_b=" << p.m_b;
//}

//解决方法
//ostream &operator<<(ostream& cout, Person& p) {//本质 operator<< (cout , p) 简化为cout << p
//	cout << "m_a=" << p.m_a << " " << "m_b=" << p.m_b;
//	return cout;//直接返回，后面就不会再重载endl
//}

//另外一种写法：给out起别名，其实就是引用，指向同一块内存空间
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {//本质 operator<< (cout , p) 简化为cout << p
	out << "m_a=" << p.m_a << " " << "m_b=" << p.m_b;
	return out;//直接返回，后面就不会再重载endl
}
void test01() {
	/*Person p;
	p.m_a = 10;
	p.m_b = 10;*/

	//修改为
	Person p(10, 10);

	cout << p << endl;
}

void test02() {
	/*Person p1;
	p1.m_a = 10;
	p1.m_b = 10*/;

	//修改为
	Person p1(10, 10);

	cout << p1;//系统提示没有与这些操作数匹配的"<<"的运算符,重载后可以运行

	cout << p1 << endl;//会报错，因为后面添加了endl，解决方案在上

	cout << p1 << "hello world" << endl;//没输出一次就返回cout,可以往后无限叠加
}
int main() {
	//test01();
	test02();
	return 0;
}

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

4.5.3 递增运算符重载

作用： 通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

class MyInteger {

	friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);

public:
	MyInteger() {
		m_Num = 0;
	}
	//前置++
	MyInteger& operator++() {
		//先++
		m_Num++;
		//再返回
		return *this;
	}

	//后置++
	MyInteger operator++(int) {
		//先返回
		MyInteger temp = *this; //记录当前本身的值，然后让本身的值加1，但是返回的是以前的值，达到先返回后++；
		m_Num++;
		return temp;
	}

private:
	int m_Num;
};


ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {
	out << myint.m_Num;
	return out;
}


//前置++ 先++ 再返回
void test01() {
	MyInteger myInt;
	cout << ++myInt << endl;
	cout << myInt << endl;
}

//后置++ 先返回 再++
void test02() {

	MyInteger myInt;
	cout << myInt++ << endl;
	cout << myInt << endl;
}

int main() {

	test01();
	//test02();

	system("pause");

	return 0;
}

自己写的：

#include<iostream>
using namespace std;
//自定义整形
class MyInteger {
	friend  ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint);
public:
	MyInteger() {
		m_Num = 0;
	}
	//重载前置++运算符
	MyInteger& operator++() {//注意这里要返回的是引用，如果删去&
		//返回引用是为了一直对一个数据进行递增操作
		//先进行++运算
		m_Num++;
		
		//再进行自身返回
		return *this;//注意这里返回我们写的myint,this是指向自身，*是解引用的操作
	}

	//重载后置++运算符
	//void operator++() {//z这里会报错，因为发生重定义现象
	//}

	//后置返回的是值，注意不能返回引用，如果返回引用，返回的是一个局部的对象，局部对象在当前函数执行完后就被释放了，再返回它就是非法操作了
	MyInteger operator++(int) {//int 代表占位参数，可以用于区分前置和后置递增
		//后置递增
		//先 记录当时结果
		MyInteger temp = *this;
		
		//后递增
		m_Num++;
		
		//最后将记录结果做返回
		return temp;
	}


private:
	int m_Num;
};


//重载<<运算符
ostream& operator<<(ostream& cout, MyInteger myint) {
	cout << myint.m_Num;
	return cout;
}



void test01() {
	MyInteger myint;
	cout << myint << endl;//没有与之匹配的操作运算符
}

void test02() {
	MyInteger myint1;

	//返回引用的输出效果
	//这种都是对同一个数据类型进行递增，也就是myint1
	cout << ++myint1 << endl;
	//输出为1

	cout << ++(++myint1) << endl;//提示没有与之匹配的操作运算符,解决方案在上 
	//输出为3

	cout << myint1 << endl;
	//输出为3

	////不返回引用的输出效果
	// 返回的是一个新的对象，再对该新对象++
	//cout << ++myint1 << endl;
	////输出为1

	//cout << ++(++myint1) << endl;//提示没有与之匹配的操作运算符,解决方案在上 
	////输出为3

	//cout << myint1 << endl;
	////输出为2



}

void test03() {
	MyInteger myint2;
	cout << myint2++ << endl;

	cout << myint2 << endl;
}
int main() {
	//test01();
	test02();
	test03();
	return 0;
}

总结： 前置递增返回引用，后置递增返回值

4.5.4 赋值运算符重载

c++编译器至少给一个类添加4个函数

1. 默认构造函数(无参，函数体为空)
2. 默认析构函数(无参，函数体为空)
3. 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
4. 赋值运算符 operator=, 对属性进行值拷贝

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

示例：

class Person
{
public:

	Person(int age)
	{
		//将年龄数据开辟到堆区
		m_Age = new int(age);
	}

	//重载赋值运算符 
	Person& operator=(Person &p)
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
		//编译器提供的代码是浅拷贝
		//m_Age = p.m_Age;

		//提供深拷贝 解决浅拷贝的问题
		m_Age = new int(*p.m_Age);

		//返回自身
		return *this;
	}


	~Person()
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
	}

	//年龄的指针
	int *m_Age;

};


void test01()
{
	Person p1(18);

	Person p2(20);

	Person p3(30);

	p3 = p2 = p1; //赋值操作

	cout << "p1的年龄为：" << *p1.m_Age << endl;

	cout << "p2的年龄为：" << *p2.m_Age << endl;

	cout << "p3的年龄为：" << *p3.m_Age << endl;
}

int main() {

	test01();

	//int a = 10;
	//int b = 20;
	//int c = 30;

	//c = b = a;
	//cout << "a = " << a << endl;
	//cout << "b = " << b << endl;
	//cout << "c = " << c << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

自己写的：

#include<iostream>
using namespace std;
//赋值运算符重载
class Person {
public:
	Person(int age) {
		m_age = new int(age);//new开辟出来的东西需要使用指针接受，堆区数据由程序员手动开辟，手动释放
	}

	~Person() {//把堆区数据释放干净
	//这是一个浅拷贝
	//调用时能正常输出，但系统崩溃，因为p1与p2指向同一块内存，内存被重复释放，导致系统崩溃
		if (m_age != NULL) {
			delete m_age;
			m_age = NULL;
		}
	}

	//需要使用深拷贝解决
	//重载 赋值运算符
	Person& operator=(Person &p) {
		//编译器提供浅拷贝
		//m_age=p.m_age

		//应该先判断是否有属性在堆区，如果有先释放干净，然后再深拷贝
		if (m_age != NULL) {
			delete m_age;
			m_age = NULL;
		}

		//深拷贝操作
		m_age = new int(*p.m_age);

		//返回对象自身
		return *this;
	}
	int *m_age;//需要开辟到堆区,所以使用指针
};
void test01() {
	Person p1(18);
	cout << p1.m_age << endl;//输出的是指针指向的地址

	cout << *p1.m_age << endl;//解引用，输出p1年龄

	Person p2(20);

	cout << *p2.m_age << endl;//输出p2年龄

	p2 = p1;//赋值操作

	cout << *p2.m_age << endl;//输出年龄也是18

	Person p3(30);
	
	p3 = p2 = p1;

	cout << *p3.m_age << endl;
}
int main() {
	test01();

	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 30;

	c = b = a;
    //连续赋值操作
	/*
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	cout << c << endl;*/

	return 0;
}

4.5.5 关系运算符重载

作用：重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作

示例：

class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	};

	bool operator==(Person & p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}

	bool operator!=(Person & p)
	{
		if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
		{
			return false;
		}
		else
		{
			return true;
		}
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01()
{
	//int a = 0;
	//int b = 0;

	Person a("孙悟空", 18);
	Person b("孙悟空", 18);

	if (a == b)
	{
		cout << "a和b相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a和b不相等" << endl;
	}

	if (a != b)
	{
		cout << "a和b不相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a和b相等" << endl;
	}
}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

自己写的：

#include<iostream>
using namespace std;
class Person {
public:
	Person(string name, int age) {
		m_name = name;
		m_age = age;
	}

	//重载==号
	bool operator==(Person& p) {
		if (this->m_name == p.m_name && this->m_age == p.m_age) {
			return 1;
		}
		return 0;
	}

	//重载!=号
	bool operator!=(Person& p) {
		if (this->m_age != p.m_age || this->m_name != p.m_name) {
			return 1;
		}
		return 0;
	}


	string m_name;
	int m_age;
};
void test01() {
	Person p1("Sam", 18);
	Person p2("Sam", 18);
	if (p1 == p2) {//没有与之匹配的运算符
		cout << "p1==p2" << endl;
	}
	else {
		cout << "p1!=p2" << endl;
	}

	if (p1 != p2) {//没有与之匹配的运算符
		cout << "p1!=p2" << endl;
	}
	else {
		cout << "p1==p2" << endl;
	}
}
int main() {
	test01();
	return 0;
}

4.5.6 函数调用运算符重载

• 函数调用运算符 () 也可以重载
• 由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
• 仿函数没有固定写法，非常灵活

示例：

class MyPrint
{
public:
	void operator()(string text)
	{
		cout << text << endl;
	}

};
void test01()
{
	//重载的（）操作符 也称为仿函数
	MyPrint myFunc;
	myFunc("hello world");
}


class MyAdd
{
public:
	int operator()(int v1, int v2)
	{
		return v1 + v2;
	}
};

void test02()
{
	MyAdd add;
	int ret = add(10, 10);
	cout << "ret = " << ret << endl;

	//匿名对象调用  
	cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}

int main() {

	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

自己写的：

#include<iostream>
using namespace std;
//函数调用运算符重载

//打印输出类
class MyPrint {
public:
	//重载函数调用运算符
	void operator()(string test) {
		cout << test << endl;
	}
};

void MyPrint2(string test) {
	cout << test << endl;
}

void test01() {
	MyPrint myPrint;
	myPrint("Hello World");//()小括号重载 让对象使用重载后的小括号 由于使用起来非常类似于函数调用，因此称为仿函数

	MyPrint2("Hello World");//函数的调用
}
//仿函数非常的灵活，没有固定的写法
//加法类
class MyAdd {
public:
	int operator()(int num1, int num2) {
		return num1 + num2;
	}
};

void test02() {
	MyAdd myadd;
	int ret = myadd(100, 100);

	cout << "ret=" << ret << endl;

	//匿名函数对象
	cout << MyAdd()(100, 100) << endl;//通过一个类名和一个()创建一个匿名对象，用完就被释放
	//输出为200

}
int main() {
	test01();
	test02();

	return 0;
}