C++ -运算符重载
📚 前言
本文内容：
本来就想写赋值运算符重载的，结果发现运算符重载都没写🤣，那就先来看看什么是运算符重载吧。
对内置类型，下面这些操作是很常见的：
int a, b;
a = 1, b = 5; // 赋值
a += b; // 加等
cout << a; // 流插入
而对于类，有时也需要进行类似的操作，于是C++使用operator关键字对运算符进行了重载，使类对象也可以像内置类型一样使用运算符。
讲概念有点太空了，来看看具体的例子吧——日期类：
根据上篇文章讲的构造、析构、拷贝构造，先搭个架子：
class Date
{
public:
Date(int y = 1, int m = 1, int d = 1) // 全缺省的默认构造
{
_year = y;
_month = m;
_day = d;
}
Date(const Date& d) // 拷贝构造
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
void print(){cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl; } //一个不重要的打印函数
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
🔄 默认赋值运算符重载
现在我想将一个日期赋值给另一个日期，该怎么做？赋值运算符重载(operator=)。
幸运的是，由于将一个类对象赋值给另一个类对象的操作太过常见，编译器提供了默认的赋值运算符重载。
其行为和拷贝构造类似：
- 对内置类型，逐字节拷贝。
- 对自定义类型，调用对应的赋值运算符重载
于是，就可以这样做：
Date day1(2000, 9, 13);
Date day2;
day2 = day1; // 将day1赋给day2
day2.print();
运行结果：
2000/9/13
为了便于理解，还是来写一下吧：
运算符重载的本质是一个具有特殊名字的函数，既然是函数，首先要确定三点：函数名、参数列表、返回类型
规定：函数名为operator加需要重载的运算符。
而此处，函数名就是 operator=。
再来看看返回类型：
cout << typeid(day2 = day1).name() << endl;
运行结果：
class Date
返回日期类对象。但是不是日期类对象的引用呢？
运算符重载这块，如果有不清楚的，可以用 int 来对应其行为。
例如，下面就验证了= 返回的是引用：
void Test()
{
int num;
int& ref = (num = 1);
ref = 666;
cout << num;
}
运行结果：
666
可以看见，修改了返回值的引用 ref ，将num也修改了。
⚙️ 常见运算符返回类型
掌握了返回类型，就初步掌握了如何写运算符重载，所以我在这里稍微整理了一下：
-
赋值运算符 (
=)-
返回：左操作数的引用。
-
int a; int& ref = (a = 1); // ref 是 a 的引用 ref = 666; cout << a;运行结果：
666
-
-
复合赋值操作符(
+=,-=…)- 返回：左操作数的引用。
- 道理同上
-
算术运算符 (
+,-,*,/,%)-
返回：一个临时的值（右值）。
-
int a; const int& ref = a + 6;ref是临时变量的const引用，相当于延长了临时变量的生命周期如果想这样写：
int& ret = a + b;会报错，因为引用不能放大权限：
-
-
自增自减运算符 (
++,--)- 前缀形式：返回左操作数的引用。
- 后缀形式：返回一个临时的值（右值）。
-
int a = 666; int& ref1 = ++a; const int& ref2 = a++;ref1是a的引用，ref2是临时变量（存放a原来的值）的引用
-
关系运算符 (
==,!=,<,>,<=,>=)- 返回：一个布尔值（
bool）。 -
如果想这样写：int a = 666; bool result = (a > 6); // result 是 true
会报错，因为引用不能放大权限：bool& ref = (a > 6);
- 返回：一个布尔值（
-
逻辑运算符 (
&&,||,!)- 返回：一个布尔值（
bool）。 -
这个和关系运算符是一样的。int a = 666; int b = 666; bool result = (a > 0 && b > 0); // result 是 true
- 返回：一个布尔值（
-
位运算符 (
&,|,^,~,<<,>>)-
返回：一个临时的值（右值）。
-
int a = 666; int result = (a & 0); const int& ref = (a & 0);如果想这样写：
int& ref = (a & 0);会报错，因为引用不能放大权限：
-
-
流插入，流提取（
<<，>>）-
<<返回ostream的引用，>>返回istream的引用（在这里这样认为就够了） -
int a; cout << typeid(cin >> a).name() << endl; cout << typeid(cout << "").name() << endl;运行结果：
class std::basic_istream<char,struct std::char_traits<char> > class std::basic_ostream<char,struct std::char_traits<char> >
-
-
条件运算符 (
? :)- 返回：取决于两个表达式。
-
int a = 666; int b = 0; int& ref1 = (a > b) ? a : b; // 这样可以 int& ref2 = (a > b) ? a++ : b; // 这样不可以 int& ref3 = (a > b) ? a : b++; // 这样不可以
-
逗号运算符 (
,)- 返回：取决于最后一个表达式。
-
int a = 666; int& ref1 = ("HaHa", a); // 这样可以 int& ref2 = (a, a++); // 这样不可以
-
函数调用运算符 (
()), 下标运算符 ([]), 成员访问运算符 (->,.)- 这些我也不清楚，应该是取决于对应函数或对象的具体实现吧。
✍️ 赋值运算符重载
额。。扯远了，我们再来看看怎么写赋值运算符重载。
首先函数名和返回类型我们已经解决了，那么剩下的就是参数。
关于这点，我认为一般传引用就行，如果不修改，那就再加个 const。而对于栈之类需要深拷贝的类，可以考虑用一用传值传参，然后再交换，这个在之后简单模拟实现容器的时候应该会讲。
对于日期类，就是将一个日期赋给另一个日期：
Date& operator=(Date& tgt, const Date& src);
但这样写会有问题，因为定义在类外面的函数不能访问类的私有成员。
所以一般会将运算符重载写进类里面：
class Date{
public:
Date& operator=(const Date& src);
...
}
再看看实现：
Date& Date::operator=(const Date& src)
{
_year = src._year;
_month = src._month;
_day = src._day;
return *this;
}
调用的话有两种方式，一种是将其当成函数调用：
day2.operator=(day1);
用得更多的是将其当成运算符调用：
day2 = day1;
如果写对了，那么应该可以连续赋值，并且返回值可以调成员函数，来验证一下：
void Test()
{
Date day1(2000, 9, 13), day2, day3;
(day3 = day2 = day1).print();
}
运行结果：
2000/9/13
💡 其他运算符重载示例
再来写写其他的。
比如 加 + ：
Date operator+(int add);
具体实现。。懒得搬了，就当我写了吧。
重点看看前置++和后置++：
这两个都是单目操作符，而为了将这两个区分，C++直接给出了规定：
这个——operator++()——是前置++。
这个——operator++(int)——是后置++。
而返回类型，根据刚刚的总结，前置是自增后引用，后置是自增前的临时变量：
Date& operator++();
Date operator++(int);
具体实现可以直接复用 operator+。
再看看关系运算符，这里总共有五个，但只需要写两个：
bool operator<(const Date& d);
bool operator==(const Date& d);
然后，> 就是 !(<||==) ，>= 就是。。。总之复用就行。
最后来看看流插入和流提取。
假设已经实现好了，那么应该像下面这样使用：
cin >> day;
cout << day;
很明显，操作符的左边不是类对象，因此不能写成成员函数，我们可以将其定义为全局，并声明为类的友元：
class Date{
friend istream& operator>>(istream& in , const Date& d);
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
...
}
<< 的具体实现：
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d) {
out << d._year << '/' << d._month << '/' << d._day << endl;
return out;
}
注意这里只能返回 ostream 的引用。
再来看看取地址操作符重载和const取地址操作符重载：
大概长这样：
Date* operator&() { return this; }
const Date* operator&() const { return this; }
这两个也是类的默认成员函数，如果不写，编译器会自动生成。
一般情况下，用编译器自动生成的就行，如果你不想让别人取地址，也可以自己写一个，然后返回空或者不存在的地址。
⚠️ 注意事项
最后来看看运算符重载的注意事项：
- 名字由operator和后⾯要定义的运算符共同构成
- 不能创造新的操作符
..*?:::sizeof不能运算符重载- 不能重载内置类型，如
int operator+(int a, int b); - 双目操作符，左边的传入第一个参数，右边的传入第二个参数
- 自增自减，()为前置，(int)为后置
- 流插入、流提取，需要重载为全局
- 重载后最好有意义（一个日期可以减一个日期，但加？）
希望本篇文章对你有所帮助！并激发你进一步探索编程的兴趣！
本人仅是个C语言初学者，如果你有任何疑问或建议，欢迎随时留言讨论！让我们一起学习，共同进步！
原文地址：https://blog.csdn.net/2401_86587256/article/details/143982929
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