C++如何重载操作符(例如+和

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c++重载操作符本质是定义特殊函数(如operator+),成员函数适用于左操作数固定为类对象的场景,非成员函数(常为友元)适用于对称运算或需支持混合类型;赋值运算符=必须为成员函数且需处理自赋值;.、::等操作符不可重载,重载应符合操作符的直观语义。

C++如何重载操作符(例如+和

在C++中重载操作符,本质是定义一个特殊名称的函数(如operator+),让类对象能像内置类型一样使用+===等符号。关键在于:操作符函数可以是成员函数,也可以是非成员函数(常为友元),选择取决于是否需要访问私有成员以及左操作数的类型。

成员函数方式重载二元操作符(如+)

当左操作数一定是该类对象时,用成员函数更自然。它自动接收this指针,只需声明右操作数参数。

  • 函数名固定为operator+,返回类型按需设计(通常返回新对象,避免返回局部对象引用)
  • 参数一般用const引用传递,避免不必要的拷贝
  • 不修改当前对象,应加const限定符

示例:

class Vec {     int x, y; public:     Vec(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}     Vec operator+(const Vec& other) const {         return Vec(x + other.x, y + other.y);     } };

此时v1 + v2调用v1.operator+(v2),合法且直观。

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非成员函数(常配合友元)重载对称操作符

若希望支持int + VecVec + int这类混合运算,或操作符逻辑天然对称(如==),推荐非成员函数。它能平等看待左右操作数。

  • 定义在类外,参数列表含两个操作数(如const Vec&, const Vec&
  • 若需访问私有成员(如xy),需在类内声明为friend
  • >>必须是非成员函数,因为左操作数是std::ostream/std::istream

示例(支持cout ):

class Vec {     int x, y; public:     Vec(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}     friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Vec& v) {         return os << "(" << v.x << ", " << v.y << ")";     } };

重载赋值操作符=的特殊要求

operator=必须是类的成员函数,且编译器会自动生成默认版本。手动重载时需注意:

  • 返回*this(类型为Vec&),以支持链式赋值(如a = b = c
  • 检查自赋值(if (this == &other)),避免释放自身内存后出错
  • 通常要深拷贝资源(如动态分配的数组),并处理异常安全

简版示例:

Vec& operator=(const Vec& other) {     if (this == &other) return *this;     x = other.x;     y = other.y;     return *this; }

哪些操作符不宜或不能重载

C++禁止重载.::sizeof?:.*。而&.->等虽可重载,但易破坏直觉,除非实现智能指针等基础设施,否则不建议。

重载的核心原则是:行为要符合用户对操作符的普遍预期。比如+应该不修改操作数、返回新值;==应满足自反性、对称性、传递性。违背这些,代码会变得难以理解和维护。

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