[C++]运算符重载

一、运算符重载

在C++中，运算符重载（Operator Overloading）是一种允许程序员为已有的运算符（如+、-、*、/等）赋予特定于类的含义的技术。通过运算符重载，可以使类的使用更加直观和自然，提高代码的可读性和易用性。

二、运算符重载的基本规则

1. 不能改变运算符的优先级和结合性：例如，+运算符总是左结合的，重载后也必须是左结合的。
2. 不能重载C++中的某些运算符：如.、.*、::、?:、sizeof、typeid等。
3. 重载运算符时，应当保持其原有的语义：例如，重载+运算符时，应当用于实现两个对象的加法操作。
4. 大多数运算符可以通过成员函数或友元函数进行重载：但某些运算符（如赋值运算符=）只能作为成员函数重载。
5. 重载运算符时，至少有一个操作数必须是用户定义的类型：这是为了防止与C++内置类型的运算符产生冲突。

三、运算符重载的语法

1. 成员函数重载

当运算符重载为成员函数时，左侧操作数（即对象本身）作为隐含参数传递给函数，而右侧操作数（如果有的话）作为显式参数传递。

class Complex {  
public:  
    Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}  
  
    // 成员函数重载 + 运算符  
    Complex operator+(const Complex& rhs) const {  
        return Complex(real + rhs.real, imag + rhs.imag);  
    }  
  
private:  
    double real, imag;  
};

2. 友元函数重载

当需要重载的运算符涉及到非成员函数或需要访问类的私有成员时，可以使用友元函数进行重载。

class Complex {  
public:  
    Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}  
  
    // 声明友元函数  
    friend Complex operator+(const Complex& lhs, const Complex& rhs);  
  
private:  
    double real, imag;  
};  
  
// 定义友元函数  
Complex operator+(const Complex& lhs, const Complex& rhs) {  
    return Complex(lhs.real + rhs.real, lhs.imag + rhs.imag);  
}

四、选择成员函数还是友元函数

1. 当运算符涉及到类的非成员函数或需要访问类的私有成员时，使用友元函数。
2. 当运算符的逻辑与对象的状态无关时，或者仅需要访问对象的公有成员时，使用成员函数。

五、常见运算符重载示例

1. 赋值运算符（=）：必须作为成员函数重载，且应当返回对象的引用（*this），以支持链式赋值。
2. 算术运算符（+、-、*、/）：通常根据操作数的对称性选择成员函数或友元函数重载。
3. 关系运算符（==、!=、<、<=、>、>=）：通常作为友元函数重载，因为比较两个对象时，不需要修改任何对象的状态。
4. 自增自减运算符（++、--）：有前缀和后缀两种形式，需要重载为成员函数。

六、注意事项

1. 避免重载运算符导致歧义：确保重载后的运算符在不同上下文中的行为是清晰和一致的。
2. 运算符重载应当保持直觉性：重载后的运算符应当符合其传统语义，避免让读者感到困惑。
3. 运算符重载可能会降低代码的可移植性：因为不是所有编程语言都支持运算符重载。