运算符重载是C++中通过成员函数或全局函数使自定义类型支持标准运算符的操作，提升代码可读性。它属于函数重载，不能改变运算符优先级或创建新运算符。成员函数形式适用于+=等修改对象的运算，左操作数为*this；全局函数（常为友元）用于需对称操作的场景，如int+Complex。常见重载包括+、==、、[]、()及++/--（区分前置与后置）。赋值=、下标[]、函数调用()等必须为成员函数。重载应保持语义一致，返回引用以支持连续赋值，输出输入流需作为全局函数重载。合理使用可增强类接口的自然性和易用性。
在C++中，重载运算符是一种允许自定义类型（如类或结构体）使用标准运算符（如+、-、==等）的方式。通过运算符重载，可以让对象像基本数据类型一样进行操作，提升代码的可读性和自然性。
什么是运算符重载
运算符重载是函数重载的一种形式，它让已有的运算符能够作用于用户自定义类型。例如，可以让两个复数对象直接使用+相加，而不是调用一个名为add()的成员函数。
注意：不能创建新的运算符，只能重载C++已有的运算符；也不能改变运算符的优先级和结合性。
如何实现运算符重载
运算符重载可以通过两种方式实现：作为类的成员函数或作为全局函数（常声明为友元）。
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1. 成员函数形式
适用于大多数二元运算符，尤其是需要修改当前对象的情况（如+=）。左操作数是*this，只需传入右操作数。
class Complex {
public:
double real, imag;
Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {}
// 重载 +
Complex operator+(const Complex& other) const {
return Complex(real + other.real, imag + other.imag);
}
// 重载 +=
Complex& operator+=(const Complex& other) {
real += other.real;
imag += other.imag;
return *this;
}
};
2. 全局函数形式（常配合友元）
当需要对称操作，且左操作数不是该类对象时（比如int + Complex），必须使用全局函数。有时需要访问私有成员，则需声明为友元。
class Complex {
double real, imag;
public:
Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {}
// 声明友元函数
friend Complex operator+(const Complex& a, const Complex& b);
friend bool operator==(const Complex& a, const Complex& b);
};
// 定义全局重载函数
Complex operator+(const Complex& a, const Complex& b) {
return Complex(a.real + b.real, a.imag + b.imag);
}
bool operator==(const Complex& a, const Complex& b) {
return (a.real == b.real) && (a.imag == b.imag);
}
常见可重载运算符示例
- 赋值运算符 =：通常需要手动定义以实现深拷贝。
- 输入输出 >：必须作为全局函数重载，常与std::ostream和std::istream配合使用。
- 下标 []：作为成员函数，用于模拟数组访问。
- 函数调用 ()：称为仿函数，也必须是成员函数。
- 递增/递减 ++, --：区分前置和后置版本。后置版本多一个int参数作为标记。
// 前置++
Complex& operator++() {
++real;
return *this;
}
// 后置++
Complex operator++(int) {
Complex old = *this;
++real;
return old; // 返回旧值
}
注意事项
- 有些运算符必须定义为成员函数，如=、()、[]、->以及赋值类复合运算符。
- 保持语义一致性：重载后的行为应与原运算符直觉一致，避免滥用导致代码难懂。
- 返回类型要合理，例如赋值运算符应返回引用，以支持连续赋值。
