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第12章 运算符(operator)重载 什么是运算符重载 运算符重载的基本方法 运算符重载的一般规则 用成员函数重载运算符 用友元函数重载运算符 算术运算符、关系运算符的重载 1. 什么是运算符重载 (1)问题的提出:在前面的章节中，我们学习了基本数据类型和运算符的有关内容，知道3+19、84.7-23.8等式子是成立的。 假设已定义了日期类Date，复数类Complex 现在定义几个对象： Date d1(2008,10,1),d2(2010,11,12)； Complex c1(3,4), c2(4,-5); 问题： (1)能否用 d2-d1 求出2008年国庆距离2010年广州亚运会(第16届)开幕的天数？ (2)能否用 c1+c2 求出两个复数之和？ 回答是否定的! 事实上，C++预定义的+、-、*、/、>、>=、<、<=、==、!=等一系列运算符的操作对象只能是基本数据类型，要让它们在用户自定义的数据类型(如：类)中也能类似使用，就需要对运算符赋予多种含义，这就是运算符重载。 (2)运算符重载的概念：对C++中的已有运算符赋予更多的含义，使之作用于特定类的对象，实现特定的功能，而且使用形式与基本数据类型的形式相同。 要理解运算符重载的含义，需要把握其中的 “变”与“不变”： 运算符不变，重载只能考虑C++现有的运算符，不允许用户定义新的运算符; 操作数的范围有了变化，不再局限于基本数据类型，可以扩展到用户自定义的类型（即用户定义的类），所实现的功能也可以由用户来定义; 运算符的使用形式不变，这样用户就能充分利用已有的知识、经验，见“符”猜义，节省了学习时间，提高了工作效率。 对此，我们形象地称之为“旧瓶装新酒”。 2. 运算符重载的基本方法 我们知道，9/2=4，9.0/2.0=4.5,为什么整数除法与浮点数除法的结果不一样呢？ 其实，在C++内部，任何运算都是通过函数来实现的。这些函数的形式为： operator 运算符([形式参数表]) 称之为运算符函数 之所以称为函数，是因为它们完全具备了函数的特征，函数名、圆括号、参数表、返回类型等函数的要素它一个不少，特殊之处是函数名是由关键字operator 和 运算符组合而成。 (1) 运算符函数 计算表达式 9/2、9.0/2.0 分别被解释为调用函数：operator /(9,2)、 operator /(9.0,2.0)。 而 operator/(int ,int)和 operator /(double ,double) 两个函数是重载关系：函数名相同，参数类型不同，功能也不同，故两个表达式的计算结果不同。 事实上，C++中的每一个运算符都对应着一个或多个运算符函数，具体调用时，系统会根据实参的不同选择相应函数进行匹配。 如果用户想让某一个运算符也能在自己定义的类对象中使用，并实现一定的功能，且不影响该运算符原先的使用，就必须对它的运算符函数进行重载。 (2) 运算符函数重载的基本形式 运算符函数作为函数的一种，其声明、定义格式与普通函数差不多，只是函数的调用形式有点特别。 函数声明：函数类型 operator 运算符([形参表]) 函数定义：函数类型 operator 运算符([形参表]) { …… //对运算符的重载处理 } 函数调用：[操作数1] 运算符 [操作数2] 说明：加方括号的项表示可能省略，但至少有一个操作数。 当然，运算符函数重载的具体格式还与所选用的函数形式（是成员函数还是友元函数）及操作数的个数（单目或双目）密切相关，后面详细介绍。 3. 运算符重载的一般规则 C++不允许用户自己定义新的运算符，只能对已有的运算符进行重载； C++允许重载的运算符：(绝大多数运算符) 双目算术运算符：+、-、*、/、%(取模) 关系运算符： !=、== 、>、>=、<、<= 逻辑运算符：&&、||、! 单目运算符：+(正)、-(负)、*(指针)、&(取地址) 自增自减运算符：++、--(又分为前缀、后缀) 位运算符：|、&、~、^、<<(左移)、>>(右移) C++允许重载的运算符：(续) 赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=、%=、|=、&=、^=、<<=、>>= 空间申请与释放运算符：new、delete、new[]、delete[] 其它运算符:( )(函数调用)、->(成员访问)、->*(成员指针访问)、，(逗号)、[ ](下标) 不能重载的运算符只有5个： . (成员访问运算符) .* (成员指针访问运算符) :: (域运算符) sizeof(长度运算符) ? :(条件运算符) 重载不能改变运算符操作数的个数、优先级和结合性