C++运算符重载：成员函数与友元函数的应用

"这篇资料主要讲述了C++中的运算符重载，特别强调了如何通过成员函数和友元函数来实现这一功能。大连理工大学的赵小薇主讲的面向对象方法与C++程序设计课程中，详细讲解了运算符重载的两种主要方式：普通函数和成员函数，以及在特定情况下的友元函数。课程内容涵盖了为什么要使用成员函数重载运算符，何时适合使用友元函数，以及两者之间的比较和限制。" 在C++中，运算符重载是面向对象编程的重要特性，允许我们为自定义数据类型赋予标准运算符的新含义。运算符重载有两种主要方法：成员函数和友元函数。 **成员函数重载运算符**通常适用于一元运算符或当二元运算符的左操作数是类的对象时。例如，在`Complex`类中，`+`运算符的重载可以通过成员函数实现，如`Complex operator+(Complex& c2)`，这样当两个`Complex`对象相加时，可以调用这个成员函数。然而，如果想让`Complex`对象与`double`进行加法运算（如`k = z + 27`），就需要一个非成员函数（即友元函数）来完成，因为成员函数无法处理这种不同类型的操作数。 **友元函数重载运算符**通常用于处理双目运算符的左右操作数类型不同的情况。例如，`Complex operator+(double d1, const Complex& c2)`这样的重载需要友元函数实现，因为它允许`double`与`Complex`对象进行混合运算。友元函数能够访问类的私有和保护成员，即使它不是类的成员。 **成员函数与友元函数的比较** 1. **优先选择成员函数**：在可能的情况下，应该优先考虑使用成员函数来重载运算符，特别是对于需要修改对象内部状态的单目运算符。 2. **不能重载为成员函数的运算符**：当双目运算符的左操作数不是类A的对象，而右操作数是类A的对象时，不应将该运算符重载为类A的成员函数。同样，单目运算符的唯一操作数必须是类的对象或其引用。 举例来说，`Complex`类中，如果需要重载`+`使得一个`double`和一个`Complex`对象相加，那么`Complex operator+(double d, const Complex& c2)`应定义为友元函数，以便可以访问`Complex`对象的私有成员，同时接受不同类型的操作数。 正确地使用成员函数和友元函数重载运算符是提高C++代码可读性和灵活性的关键。理解何时以及如何选择适当的重载方法是掌握C++面向对象编程的重要步骤。