C++运算符重载：动态与静态多态性解析

“C++运算符重载课件 - 中国农业大学C++课程，信息与电气工程学院专用，涉及多态性、运算符重载、虚函数等面向对象编程概念。” 在C++编程语言中，运算符重载是一项关键特性，它允许我们为自定义数据类型（如类）赋予标准运算符新的含义。这一特性使得用户可以以自然的方式操作自定义对象，比如复数的加法或减法。课件中提到，多态性是面向对象编程的核心特征之一，分为静态多态性和动态多态性。运算符重载属于静态多态性，而虚函数则实现了动态多态性。 多态性使得相同的消息（即函数调用）在不同类型的对象上会产生不同的行为。例如，当我们对不同类型的数值（如整数、浮点数、复数）执行加法操作时，每个类型都有其特定的实现。运算符重载使得我们可以为自定义的类如`complex`类重写加法和减法运算符，以适应复数的运算需求。 在`complex`类的例子中，我们首先定义了一个包含实部和虚部的复数类，并提供了构造函数和显示方法。然后，通过运算符重载，我们可以让“+”和“-”运算符用于复数对象，使得这些运算符能够处理复数的加减操作。这是通过创建相应的运算符重载函数来实现的，这些函数可以是类的成员函数，也可以是友元函数。 运算符重载的实质是为已存在的运算符赋予新的功能，特别是在处理用户自定义类型时。因为C++的预定义运算符只适用于基本数据类型，所以需要重载来支持类对象的操作。在重载运算符时，有几点需要注意：不能重载`.`、`*`、`::`、`?:`和`sizeof`这些特殊运算符；不能创建新的运算符；不能改变运算符的优先级和结合性；操作数个数必须保持不变；并且至少有一个操作数是自定义类型。 重载运算符有两种主要方式：作为类的成员函数和作为友元函数。当作为成员函数时，运算符函数的参数数量比原操作数少一个，因为隐含地有一个`this`指针作为第一个参数。例如，对于后置`++`运算符，作为成员函数时，它的参数列表是空的，因为它通过`this`指针访问当前对象。 运算符重载是C++中增强代码可读性和表达力的重要手段，它使得我们可以自定义运算符的行为以适应特定的数据类型，从而提高编程的灵活性和效率。通过理解和正确使用运算符重载，开发者可以编写出更加直观和符合直觉的面向对象程序。