C++运算符重载探讨

运算符重载函数的两种形式

　　运算符重载的函数一般地采用如下两种形式：成员函数形式和友元函数形式。这两种形式都可访问类中的私有成员。

　　1. 重载为类的成员函数

　　这里先举一个关于给复数运算重载复数的四则运算符的例子。复数由实部和虚部构造，可以定义一个复数类，然后再在类中重载复数四则运算的运算符。先看以下源代码：

#include ＜iostream.h＞

class complex
{
public:
complex() { real=imag=0; }
complex(double r, double i)
{
real = r, imag = i;
}
complex operator +(const complex &c);
complex operator -(const complex &c);
complex operator *(const complex &c);
complex operator /(const complex &c);
friend void print(const complex &c);
private:
double real, imag;
};

inline complex complex::operator +(const complex &c)
{
return complex(real + c.real, imag + c.imag);
}

inline complex complex::operator -(const complex &c)
{
return complex(real - c.real, imag - c.imag);
}

inline complex complex::operator *(const complex &c)
{
return complex(real * c.real - imag * c.imag, real * c.imag + imag * c.real);
}

inline complex complex::operator /(const complex &c)
{
return complex((real * c.real + imag + c.imag) / (c.real * c.real + c.imag * c.imag),
(imag * c.real - real * c.imag) / (c.real * c.real + c.imag * c.imag));
}

void print(const complex &c)
{
if(c.imag＜0)
cout＜＜c.real＜＜c.imag＜＜'i';
else
cout＜＜c.real＜＜'+'＜＜c.imag＜＜'i';
}

void main()
{
complex c1(2.0, 3.0), c2(4.0, -2.0), c3;
c3 = c1 + c2;
cout＜＜"\nc1+c2=";
print(c3);
c3 = c1 - c2;
cout＜＜"\nc1-c2=";
print(c3);
c3 = c1 * c2;
cout＜＜"\nc1*c2=";
print(c3);
c3 = c1 / c2;
cout＜＜"\nc1/c2=";
print(c3);
c3 = (c1+c2) * (c1-c2) * c2/c1;
cout＜＜"\n(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=";
print(c3);
cout＜＜endl;
}

　　该程序的运行结果为：

c1+c2=6+1i
c1-c2=-2+5i
c1*c2=14+8i
c1/c2=0.45+0.8i
(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=9.61538+25.2308i

　　在程序中，类complex定义了4个成员函数作为运算符重载函数。将运算符重载函数说明为类的成员函数格式如下：

　　＜类名＞ operator ＜运算符＞(＜参数表＞)

　　其中，operator是定义运算符重载函数的关键字。

　　程序中出现的表达式：

　　c1+c2

　　编译程序将给解释为：

　　c1.operator+(c2)

　　其中，c1和c2是complex类的对象。operator+()是运算+的重载函数。

　　该运算符重载函数仅有一个参数c2。可见，当重载为成员函数时，双目运算符仅有一个参数。对单目运算符，重载为成员函数时，不能再显式说明参数。重载为成员函数时，总时隐含了一个参数，该参数是this指针。this指针是指向调用该成员函数对象的指针。

　　2. 重载为友元函数

　　运算符重载函数还可以为友元函数。当重载友元函数时，将没有隐含的参数this指针。这样，对双目运算符，友元函数有2个参数，对单目运算符，友元函数有一个参数。但是，有些运行符不能重载为友元函数，它们是：=,(),[]和-＞。

　　重载为友元函数的运算符重载函数的定义格式如下：

　　friend ＜类型说明符＞ operator ＜运算符＞(＜参数表＞)
　　{……}

　　下面用友元函数代码成员函数，重载编写上述的例子，程序如下：

#include ＜iostream.h＞

class complex
{
public:
complex() { real=imag=0; }
complex(double r, double i)
{
real = r, imag = i;
}
friend complex operator +(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator -(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator *(const complex &c1, const complex &c2);
friend complex operator /(const complex &c1, const complex &c2);
friend
void print(const complex &c);
private:
double real, imag;
};

complex operator +(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);
}

complex operator -(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real - c2.real, c1.imag - c2.imag);
}

complex operator *(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex(c1.real * c2.real - c1.imag * c2.imag, c1.real * c2.imag + c1.imag * c2.real);
}

complex operator /(const complex &c1, const complex &c2)
{
return complex((c1.real * c2.real + c1.imag + c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag),
(c1.imag * c2.real - c1.real * c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag));
}

void print(const complex &c)
{
if(c.imag＜0)
cout＜＜c.real＜＜c.imag＜＜'i';
else
cout＜＜c.real＜＜'+'＜＜c.imag＜＜'i';
}

void main()
{
complex c1(2.0, 3.0), c2(4.0, -2.0), c3;
c3 = c1 + c2;
cout＜＜"\nc1+c2=";
print(c3);
c3 = c1 - c2;
cout＜＜"\nc1-c2=";
print(c3);
c3 = c1 * c2;
cout＜＜"\nc1*c2=";
print(c3);
c3 = c1 / c2;
cout＜＜"\nc1/c2=";
print(c3);
c3 = (c1+c2) * (c1-c2) * c2/c1;
cout＜＜"\n(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=";
print(c3);
cout＜＜endl;
}

　　该程序的运行结果与上例相同。前面已讲过，对又目运算符，重载为成员函数时，仅一个参数，另一个被隐含；重载为友元函数时，有两个参数，没有隐含参数。因此，程序中出现的 c1+c2

　　编译程序解释为：

　　operator+(c1, c2)

　　调用如下函数，进行求值，

　　complex operator +(const coplex &c1, const complex &c2)

受教了~~~~ 正要找这呢~~~~
函数重载感觉好麻烦啊~
我还想问~~~~
比如说有些运算符的重载返回类型有些为引用类型
例：friend ostream &operator<<(ostream & output,Num & num ){
……
}
有什么好处。

你还记不记得拷贝构造函数为什么需要引用
跟那个一个道理

我的书上都没有怎么解释 只说拷贝构造函数的时候 参数用引用比用指针要好 但不知道为什么？

请教个问题，
重载为友员函数时，既然不是成员函数，为什么要写在类的声明中？可以写到
class T
{
//
};
///////////
这里吗？
///////////
还有一定要用友员函数吗？如果在实现中不用到私有成员，而是通过公有接口去访问可以不用友员吗？

既然可以访问类的私有东东, 当然要用关键字friend告诉编译器了,所以要声明在类中,在其他地方编译器不晓得是谁(哪个类)的友元