第11章运算符重载

1、主讲：魏英主讲：魏英运算符重载2什么是运算符重载什么是运算符重载问题举例问题举例复数的运算复数的运算class complex public: complex(double r=0.0,double i=0.0) real=r; imag=i; void display(); /显示复数的值显示复数的值 private: double real; double imag;3 问题：问题： 用用“+”、“-”能实现复数的加减运算吗？能实现复数的加减运算吗？ 实现复数加减运算的方法实现复数加减运算的方法 重载重载“+”、“-”运算符运算符 运算符重载的实质运算符重载的实质对已有的运算符赋予多重含义

2、。对已有的运算符赋予多重含义。 运算符重载的必要性运算符重载的必要性C+中定义的运算符其运算对象中定义的运算符其运算对象只能是基本数据类型，而不适用于用户自定义的类型。只能是基本数据类型，而不适用于用户自定义的类型。 不可以重载的运算符有：不可以重载的运算符有： . .* : ?: sizeof什么是运算符重载什么是运算符重载4 运算符重载的实现机制：运算符重载的实现机制： 1）将制定的运算表达式转化为对运算符函数的调用，运）将制定的运算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。算对象转化为运算符函数的实参。 2）编译系统对重载运算符的选择，遵循函数重载的选择）编译系统对

3、重载运算符的选择，遵循函数重载的选择原则。原则。什么是运算符重载什么是运算符重载5运算符重载的规则和限制：运算符重载的规则和限制： 1）只能重载）只能重载C+语言中已有的运算符，不可臆造新的。语言中已有的运算符，不可臆造新的。 2）不可改变原运算符的优先级和结合性。）不可改变原运算符的优先级和结合性。 3）不能改变操作数的个数。）不能改变操作数的个数。 4）经重载的运算符，其操作数至少应该有一个是自定义）经重载的运算符，其操作数至少应该有一个是自定义类型。类型。什么是运算符重载什么是运算符重载6运算符重载的两种形式：运算符重载的两种形式： 1）重载为类成员函数）重载为类成员函数 2）重载为友元

4、函数）重载为友元函数什么是运算符重载什么是运算符重载7运算符函数运算符函数 声明形式声明形式 函数类型函数类型 operator 运算符（形参）运算符（形参） 重载为成员函数时重载为成员函数时 参数个数参数个数=原操作数个数原操作数个数-1 （后置（后置+、-除外）除外） 重载为友元函数时重载为友元函数时 参数个数参数个数=原操作数个数原操作数个数，且至少应该有一个自定义类型，且至少应该有一个自定义类型的形参。的形参。8运算符成员函数的设计运算符成员函数的设计 双目运算符双目运算符B 如果要重载如果要重载B为类成员函数，使之能够实现表达式为类成员函数，使之能够实现表达式oprd1 B oprd

5、2，其中，其中oprd1为为A类对象，则类对象，则B应被重载为应被重载为A类类的成员函数，形参类型应该是的成员函数，形参类型应该是oprd2所属的类型。所属的类型。 经重载后，表达式经重载后，表达式oprd1 B oprd2相当于相当于 oprd1.operator B(oprd2)运算符重载为类成员函数运算符重载为类成员函数9例：将例：将“+”、“-”运算重载为复数类的成员函数。运算重载为复数类的成员函数。 规则：实部和虚部分别相加减。规则：实部和虚部分别相加减。 操作数：两个操作数都是复数类对象。操作数：两个操作数都是复数类对象。class complex public: complex(

6、double r=0.0,double i=0.0) real=r; imag=i; complex operator +(complex &c2); complex operator -(complex &c2); void display(); private: double real; double imag;运算符重载为类成员函数运算符重载为类成员函数10complex complex:operator +(complex &c2) complex c; c.real=c2.real+real; c.imag=c2.imag+imag; return c;com

7、plex complex:operator -(complex &c2) complex c; c.real=real-c2.real; /顺序不能颠倒顺序不能颠倒 c.imag=imag-c2.imag; return c;运算符重载为类成员函数运算符重载为类成员函数void complex:display()cout(real,imagi)endl;int main() complex c1(5,4),c2(2,10),c3; cout“c1=”; c1.display(); cout“c2=”; c2.display(); c3=c1-c2; cout“c3=c1-c2=”; c

8、3.display(); c3=c1+c2; cout“c3=c1+c2=”; c3.display(); return 0;c1=(5,4i)c2=(2,10i)c3=c1-c2=(3,-6i)c3=c1+c2=(7,14i)运算符重载为类成员函数运算符重载为类成员函数运算符重载为友元函数运算符重载为友元函数 如果需要重载一个运算符，使之能够用于操作某类对象的如果需要重载一个运算符，使之能够用于操作某类对象的私有成员，可以将此运算符重载为该类的友元函数。私有成员，可以将此运算符重载为该类的友元函数。 函数的形参代表依自左至右次序排列的各操作数。函数的形参代表依自左至右次序排列的各操作数。运算

9、符友元函数的设计运算符友元函数的设计 双目运算符双目运算符B重载后，表达式重载后，表达式 oprd1 B oprd2 等同于等同于 operator B(oprd1 , oprd2)例：将例：将“+”、“-”运算重载为复数类的友元函数。运算重载为复数类的友元函数。 操作数：两个操作数都是复数类对象。操作数：两个操作数都是复数类对象。class complex public: complex(double r=0.0,double i=0.0) real=r; imag=i; friend complex operator +(complex c1,complex c2); friend com

10、plex operator -(complex c1,complex c2); void display(); private: double real; double imag;运算符重载为友元函数运算符重载为友元函数complex operator +(complex c1,complex c2) complex c; c.real=c1.real+c2.real; c.imag=c1.imag+c2.imag; return c;complex operator -(complex c1,complex c2) complex c; c.real=c1.real-c2.real; c.i

11、mag=c1.imag-c2.imag; return c;其他部分同上例。其他部分同上例。运算符重载为友元函数运算符重载为友元函数常用运算符的重载常用运算符的重载1. 前置单目运算符前置单目运算符+和和- 如果要重载如果要重载+或或-为类成员函数，使之能够实现表达式为类成员函数，使之能够实现表达式 + oprd 或者或者 -oprd，其中，其中oprd为为A类对象，则类对象，则+或或-应被应被重载为重载为A类的成员函数，无形参。类的成员函数，无形参。 经重载后，表达式经重载后，表达式 +oprd相当于相当于 oprd.operator +( ) 常用运算符的重载常用运算符的重载例：将前置运算

12、符例：将前置运算符+和和-重载为时钟类的成员函数，重载为时钟类的成员函数， 实现时间增加实现时间增加1秒钟。秒钟。class Clockpublic: Clock(int h=0,int m=0,int s=0):hour(h),minute(m),second(s) void ShowTime() couthour:minute:secondendl; Clock operator +(); /重载重载+（前置）为类的成员函数（前置）为类的成员函数 Clock operator -(); /重载重载-（前置）为类的成员函数（前置）为类的成员函数private: int hour,minute

13、,second;常用运算符的重载常用运算符的重载例：将前置运算符例：将前置运算符+和和-重载为时钟类的成员函数，重载为时钟类的成员函数， 实现时间增加实现时间增加1秒钟。秒钟。class Clockpublic: Clock(int h=0,int m=0,int s=0):hour(h),minute(m),second(s) void ShowTime() couthour:minute:second=60) second=second-60; minute+; if(minute=60) minute=minute-60; hour+; hour=hour%24; return *thi

14、s;Clock Clock:operator -() second-; if(second0) second=59; minute-; if(minute0) minute=59; hour-; hour=23; return *this;常用运算符的重载常用运算符的重载int main() Clock t1(0,0,0),t2,t3(12,59,59),t4; t2=-t1; t1.ShowTime(); t2.ShowTime(); t4=+t3; t3.ShowTime(); t4.ShowTime(); return 0;运行结果：运行结果：23:59:5923:59:5913:0:0

15、13:0:0常用运算符的重载常用运算符的重载2. 后置单目运算符后置单目运算符+和和- 如果要重载如果要重载+或或-为类成员函数，使之能够实现表达式为类成员函数，使之能够实现表达式 oprd+ 或者或者 oprd-，其中，其中oprd为为A类对象，则类对象，则+或或-应被应被重载为重载为A类的成员函数，且具有一个类的成员函数，且具有一个int类型形参。类型形参。 经重载后，表达式经重载后，表达式 oprd+ 相当于相当于 oprd.operator +(0) 常用运算符的重载常用运算符的重载例：将后置运算符例：将后置运算符+和和-重载为时钟类的成员函数，重载为时钟类的成员函数， 实现时间减少实

16、现时间减少1秒钟。秒钟。class Clockpublic: Clock(int h=0,int m=0,int s=0):hour(h),minute(m),second(s) void ShowTime() couthour:minute:second=60) second=second-60; minute+; if(minute=60) minute=minute-60; hour+; hour=hour%24; return t;Clock Clock:operator -(int) Clock t(*this); second-; if(second0) second=59; mi

17、nute-; if(minute0) minute=59; hour-; hour=23; return t;常用运算符的重载常用运算符的重载int main() Clock t1(12,12,12),t2,t3(12,12,12),t4; t2=t1-; t1.ShowTime(); t2.ShowTime(); t4=t3+; t3.ShowTime(); t4.ShowTime(); return 0;运行结果：运行结果：12:12:1112:12:1212:12:1312:12:12常用运算符的重载常用运算符的重载3. 重载流插入和流提取运算符重载流插入和流提取运算符 流插入和提取重载

18、函数不能是类的成员函数，否则左运算流插入和提取重载函数不能是类的成员函数，否则左运算对象就只能是该类型的对象，就会出现如下的错误形式：对象就只能是该类型的对象，就会出现如下的错误形式： acin 如果想要支持正常的形式，则左运算对象就必须为如果想要支持正常的形式，则左运算对象就必须为ostream类型或类型或istream类型。类型。 常用运算符的重载常用运算符的重载class Clockpublic: Clock(int h=0,int m=0,int s=0):hour(h),minute(m),second(s) friend ostream& operator(istream& is,Clock& t);private: in