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C++重载运算符的分析

一、重载运算符

重载运算符，顾名思意，其实就是把一种运算符重新定义成另外一种含义。举一个简单的例子，大家熟知的+这个运算符，应用在数学上，很好理解，但是如果有一个动物类，这个动物类的两从此实例对象相加，是什么意思呢？这就是重载的目的。比如这个动物类中有重量，在动物类中重载这个+运算符，两个实例对象相加就代表着重量的相加，当然，也可以定义成其它，比如每天吃的粮食的重量。
从这个意义上来说，重载运算符给了c++以很大的灵活性，所以做为c++的一项基础的功能，要把它掌握好。

二、重载运算符的种类

1、c++可以重载的运算符

• • • / % ^ & | ~ ! = > < += -= = /= %= ^= &=
      |= >> << >>= <<= == != >= <= && || ++ – -> , -> [] () new new[]
      delete delete []
      上面这些运算是都可以重载的。一些细节会在后面展开。

2、c++不可以重载的运算符

:: . .* ? : sizeof typeid new delete
static_cast dynamic_cast const_cast reinterpret_cast

3、用户可自定义运算符

这个就比较灵活了，比如：

float operator ""_e(const char*);

3、重载使用的形式

重载运算符可以使用两种形式进行，一种是在类内操作，即重载运算符的函数属于类本身；另外一种是使用友元函数来操作，使用友元的方便之处在于可以访问类的私有变量，恰好有些运算符需要操作类自身的私有属性。

4、使用的一般原则

1、重载一元操作符既可以是成员函数也可以是非成员函数，一元操作符在成员函数无参，否则有一个参数。
2、重载二元操作符同上，但参数相应增加一个。
3、重载=、[]、()、->只能定义为成员函数（这是规定，不要问为什么）。
4、重载->的返回值必须是一个指针或能使用->的对象。
5、重载 ++ 和 – 时带一个 int 参数表示后缀，不带参数表示前缀（区分a++,++a）。
6、除 new 和delete 外，重载的操作符参数中至少要有一个非内部数据类型（非c++自已定义的类型）。
7、x@y决定顺序：x 成员函数；全局函数；X所在名字空间中的函数；Y所在名字空间中的函数；X的友元函数；Y的友元函数。
8、重载的运算符尽量和c++的意义保持一致或者符合正常的思维。
以上这些在c++标准的文档中第十三章中有相关的说明。

5、一些实践的经验

1、一元操作符尽量重载为成员函数。
2、<<和>>两个操作符为和标准库保持一致，尽量重载为非成员函数
3、重载[]这些运算符，应该提供const和非const两个版本。
4、重载不要引起歧义或者多义。
5、不是必须，尽量不要重载new ,delete相关运算符。

三、例子分析

下面分析一个简单的例子，重载了<<运算符：

#include <iostream>using namespace std;class Person {public:	Person(int age, int score);  //既可以重载为友元，也可以重载为内部成员函数  //不过如果使用ostream的话，就只能使用友元，因为标准库不能修改	friend ostream&operator <<(ostream &os,Person&p);	// Person&operator <<(int d);public:  //公有的目的是为了验证结果  int m_age;	int m_score;};Person::Person(int age, int score){	this->m_age = age;	this->m_score = score;}ostream&operator <<(ostream &os, Person&p ){	os << "age  " << p.m_age << " score " << p.m_score;	return os;}//注释的是处理自己对<<的重载，意思是重载为成员函数也是可以的//Person&Person::operator <<(int os)//{//	//os << "age  " << p.m_age << " score " << p.m_score;//	this->m_age = this->m_score = os;//	return *this;//}int main(){	Person p(1, 100);	//std:cout << p << std::endl;	//Person b = Person(2, 1);	std:cout << p << std::endl;	//p << 100;	//std::cout << p.m_age << p.m_score << std::endl;    return 0;}

这里使用了两种形式，既有成员函数也有友元函数，注释里写得也比较清楚，这里再次说明一下，如果想把自己的类与ostream相兼容，互通使用<<或者>>运算符，就只能使用友元函数，否则直接修改标准库的重载，太不划算了。
标准库自带的前后缀示例：

struct X {X& operator++(); // prefix ++aX operator++(int); // postfix a++};struct Y { };Y& operator++(Y&); // prefix ++bY operator++(Y&, int); // postfix b++void f(X a, Y b) {++a; // a.operator++();a++; // a.operator++(0);++b; // operator++(b);b++; // operator++(b, 0);a.operator++(); // explicit call: like ++a;a.operator++(0); // explicit call: like a++;operator++(b); // explicit call: like ++b;operator++(b, 0); // explicit call: like b++;}

如果还是有什么疑问，可以下载c++的标准文档，仔细研究。

四、总结

其实上面的总结还是有些流于形式，只有深入的学习标准文档并加以实践，才能真正的把重载用好。c++的灵活性在这里体现的也比较明显，除了个别强制要求，其它都可以灵活的选择你的重载方式。即使重载的方式反人类的认知方式，c++的编译器也不会认为是错误的。
经验，既是优势，也是累赘。经验需要不断的总结提取否定进步。