C++中運算符的重載應用

張 捷

（黃岡職業技術學院 黃岡 438002）

一、 什么是運算符的重載

運算符重載是對已有的運算符賦予多重含義，使同一個運算符作用于不同類型的表達式的行為。運算符重載的實質就是函數重載。在實現過程中，首先把指定的運算符表達式轉化為對運算符函數的調用，運算對象轉化為運算符函數的實參，然后根據實參的類型來確定需要調用的函數，這個過程是在編譯過程中完成的。

例如：用“+”運算符完成兩個實數、兩個復數、兩個字符串的相關運算。兩個實數a=10，b=2，則兩個實數相加的結果是：a+b=10+2=12；兩個復數：a=10+2i，b=2+10i，則兩個復數相加的結果是：a+b=12+12i；兩個字符串：a=“visual”，b=“ studio”，則兩字符串連接的結果是：a+b=“visual studio”。由上例可以看出，同一個運算符“+”可以用于完成實數加法、復數加法及字符串連接等不同的運算，得到不同的結果。這就是“+”運算符的重載。因此，所謂的運算符重載就是用同一個運算符完成不同的運算操作。

二、 運算符重載的規則

對運算符進行重載需要遵守以下規則：

（1）重載運算符限制在C＋＋語言中已有的并允許重載的運算符。C＋＋中的運算符除五個運算符“.、* 、：：、sizeof、？：”之外，其它都可重載。

（2）重載之后運算符的優先級和結合性均不改變。這就是說，對運算符重載不改變運算符的優先級和結合性，并且運算符重載時，單目運算符只能重載為單目運算符，雙目運算符只能重載為雙目運算符。

（3）不能改變運算符運算數的個數。在運算數中，至少有一個操作對象是自定義類型。

（4）重載運算含義必須清楚，不能產生二義性。運算符的重載實質是函數重載。運算符重載一般分兩種形式，即重載為類的成員函數和重載為類的友元函數，這兩種形式都可訪問類中的私有成員。

三、 運算符重載的實現

在C++中，運算符的重載有兩種方法：使用類的成員函數重載和使用fiend函數重載。下面通過實例來說明這兩種重載方法的實現。

1、 使用成員函數重載運算符

運算符重載函數為類的成員函數的常見格式為：

返回類型 類名：：operator重載運算符（參數表）

{函數體}

其中，函數類型指定重載運算符的返回值類型；operator是定義運算符重載函數的關鍵字；運算符是要重載的運算符名稱；參數表中給出重載運算所需要的參數和類型。一般情況下，單目運算符采用成員函數形式重載時，操作數由對象的this指針給出，不需要參數；雙目運算符采用成員函數形式重載時，一個操作數是對象本身的數據，由this指針指出。參數表的參數為第二操作數，只需一個參數。總之，當運算符重載為類的成員函數時，除后置“＋＋、--”外，函數的參數個數比原來的操作數個數少一個。

實例：定義一個復數類，重載“=”運算符，使這個運算符能直接完成復數的賦值運算。

#include

Calss complex

{private：

Float real，image；

Public：

Complex（float r=0，float i=0）

{real=r；image=i；}//缺省構造函數

Void show（int i） //顯示輸出復數

{count<<”c”<

Void operator=（complex&c）

{real=c.real；image=c.image；

}

}；

Void main（void）

{complexc1（25，20），c2；

C1.show（1）；

C2=c1；

C2.show（2）；

}

程序執行后輸出：c1=25+50i c2=25+50i

該重載函數的函數名為“operator=”，返回類型為void，形參為復數類對象的引用complex&c。當程序執行主函數中的賦值語句c2=c1而遇到賦值運算符“=”時，自動調用賦值運算符“=”重載函數“operator=（）”，并將“=”運算符右邊的操作數c1作為實參，左邊操作數c2作為調用重載函數的對象，即作了一次c2.operator=（c1）的函數調用。在函數的調用過程中，實參c1傳給形參c，在函數體內完成了復數實部與虛部的賦值操作。

2、 使用friend函數重載運算符

對于運算符op，如果它的一個操作數為類A的對象，就可以將運算符重載為A類的友元函數，該函數有兩個形參，其中一個形參的類型是A類。經過這樣的重載后，表達式k op t就相當于函數調用operator op（k，t）。與使用成員函數定義的方法相比較，友元函數的一般定義格式只是在前面多了一個關鍵字friend，其他項目含義相同，除格式差別外，友元函數不是k所在類的成員函數。運算符重載函數為友元函數的一般定義格式為：Friend類型operator重載運算符（參數表）{函數體}

四、 應用運算符重載應注意的問題

由于C++語言支持函數重載，所以才能將運算符當成函數來使用。但是在編程過程中要適當運用運算符重載：既不要因過分擔心自己不會用而不使用，它的本質仍然是程序員們熟悉的函數；也不要過度的使用，如果它不能使代碼變得更加易讀易寫，那就別用，否則會增加程序出錯的可能。同時在使用運算符的重載時還要注意如下問題：

■不能改變C++內部數據類型（如int，float等）的運算符

■不能重載“.”，因為“.”在類中對任何成員都有意義，已經成為標準用法。

■不能重載目前C++運算符集合中沒有的符號，如#，@，$等。原因有兩點，一是難以理解，而是難以確定優先級。

■對已經存在的運算符進行重載時，不能改變優先級規則，否則將引起混亂。

[1]蘭添才.C++中函數重載與操作符重載的應用探討[J].福建電腦，2003，（02）.

[2]藍雯飛，陸際光.C++語言的重載機制剖析[J].微計算機應用，2000，（05）.

[3]李 智.C++宏，函數重載與模板機制[J].電腦，1995，（05）.

[4]李 智.C＋＋函數重載與繼承機制的應用[J].中國金融電腦，1995，（08）.

[5]沈慧娟.C++語言中運算符重載的應用研究[J].甘肅廣播電視大學學報，2006，（03）.