C++运算符重载详解

"C++运算符重载的课件，来自华南理工大学计算机学院周霭如2006年的教学资料，主要内容包括运算符重载的规则、方法以及在类类型转换中的应用。" 在C++编程语言中，运算符重载是一项重要的特性，它允许我们为已有的运算符赋予新的含义，以便在自定义数据类型上使用。这极大地增强了代码的可读性和简洁性。比如，对于内置类型，我们可以直接使用`+`运算符来加两个整数，而在自定义的类如矩阵或复数类型中，通过运算符重载，我们同样可以使用`+`来实现这些类对象的加法操作。 6.1 运算符重载规则 在C++中，不是所有的运算符都可以被重载。可以重载的运算符包括加法`+`、减法`-`、乘法`*`、除法`/`、模运算 `%`、按位与`&`、按位或`|`、按位异或`^`、按位非`~`、比较运算符如`<`、`>`、等于`==`等，以及自增`++`、自减`--`等。然而，有些特殊运算符如`.`、`::`、`*`、`?:`、`sizeof`、`new`、`delete`等是不能重载的。 6.1.1 重载运算符的限制 当重载运算符时，有几点需要注意： 1. 不改变运算符的优先级：重载不会影响运算符在表达式中的解析顺序。 2. 不改变运算符的结合性：保持运算符在左右两侧的处理方式不变。 3. 不改变运算符所需要的操作数：运算符的参数数量和类型应保持一致。 4. 不能创建新的运算符：只能对已存在的运算符进行重载，不能定义新的运算符。 6.1.2 运算符重载的语法形式 运算符重载通常通过成员函数或友元函数实现。对于成员函数，其语法形式如下： ```cpp 返回类型 类名::operator 运算符(参数列表) { // 实现运算符对应的操作 } ``` 这里，`返回类型`是运算符重载函数返回的结果类型，而`运算符`是你要重载的运算符，`参数列表`则根据运算符的需求指定。 例如，如果我们有一个名为`Matrix`的矩阵类，我们可以重载加法运算符`+`，以便两个`Matrix`对象相加： ```cpp Matrix Matrix::operator+(const Matrix& other) const { // 实现矩阵相加的逻辑 } ``` 此外，对于一些需要非成员函数重载的情况，如赋值运算符`=`, 可以使用友元函数来实现，因为赋值运算符通常需要修改对象的状态，而成员函数无法处理左值引用作为其对象。 6.4 类类型转换 类类型转换在运算符重载中也扮演着重要角色，有时我们需要将一个类的对象隐式或显式转换为另一种类型，以适应运算符的要求。例如，可以定义一个`explicit`转换构造函数，将一个`Matrix`对象转换为一个`Vector`对象，以便在涉及向量和矩阵的运算中使用。 C++中的运算符重载提供了一种强大的工具，使得我们能够以自然的方式操作自定义的数据类型，同时保持代码的清晰和简洁。正确理解和使用运算符重载，能够极大地提高程序的可读性和效率。