C++运算符友元函数重载详解

"运算符友元函数的设计-东南大学C++" 在C++编程语言中，运算符友元函数是一个关键的概念，它允许我们重载运算符以操作类的私有或保护成员。当一个运算符需要访问类的非公有成员时，通常会将其声明为友元函数，以突破封装的限制。下面我们将详细讨论这一主题。 首先，运算符友元函数是类的友元，这意味着它们具有访问类的所有成员（包括私有和保护成员）的权限。这种设计允许我们定制类的行为，使得运算符可以直接作用于类的对象，而不必通过公有的成员函数来实现。 例如，如果我们有一个名为`ComplexNumber`的复数类，并希望重载`+`运算符用于复数相加，我们可以这样做： ```cpp class ComplexNumber { private: double real; double imag; public: // 构造函数等其他成员... friend ComplexNumber operator+(const ComplexNumber& lhs, const ComplexNumber& rhs); }; // 运算符友元函数的实现 ComplexNumber operator+(const ComplexNumber& lhs, const ComplexNumber& rhs) { return ComplexNumber(lhs.real + rhs.real, lhs.imag + rhs.imag); } ``` 在这个例子中，`operator+`被声明为`ComplexNumber`的友元，因此它可以访问类的私有成员`real`和`imag`。函数的两个参数`lhs`和`rhs`分别代表参与运算的两个复数对象。 对于后置单目运算符`++`和`--`，在重载它们时，C++规定要在形参列表中添加一个未命名的`int`形参，这是因为历史原因和编译器兼容性。虽然这个形参通常不使用，但它必须存在，例如： ```cpp class MyClass { private: int value; public: // ...其他成员 MyClass& operator++(int) { // 注意这里形参列表中的int value++; return *this; } }; ``` 在这个示例中，后置`++`运算符返回对`MyClass`对象的引用，同时递增`value`。虽然形参列表中有`int`，但我们并不实际使用它。 C++课程的目标不仅仅是教授语言的基础语法，还包括面向对象编程的概念。学习者应掌握C++语言的基本元素，如数据类型、表达式、输入/输出、控制结构和自定义数据类型。此外，函数的使用，包括函数重载、内联函数、默认参数、函数模板等，也是课程的重要组成部分。 在深入学习中，类和对象是面向对象编程的核心，理解如何定义类、创建对象、使用构造函数和析构函数以及如何组合类是必要的。类模板和面向对象的设计原则，如封装、继承和多态，也是课程的高级主题。通过这些知识的学习，学生将具备编写复杂程序的能力，并能更好地应对后续的编程挑战。