C++运算符重载.doc

在C++编程语言中，运算符重载是一项关键特性，它允许程序员为自定义数据类型赋予特定的运算符行为。在给定的实验中，目标是创建一个复数类，并通过成员函数和非成员函数两种方式重载加法"+"、减法"-"和乘法"*"运算符，以实现复数之间的算术运算。 让我们详细了解运算符重载的概念。运算符重载并不创建新的运算符，而是为已有的运算符赋予新的含义，当它们用于用户定义的数据类型时。这可以通过定义相应的成员函数或友元函数来实现。 在复数类中，我们通常会有两个私有成员变量，代表复数的实部和虚部，如`double Real`和`double Image`。类的构造函数可以初始化这些值，例如一个默认构造函数接受两个参数（实部和虚部），而另一个可能接受单个参数（假设是实部，虚部设为0）。 对于成员函数的运算符重载，这些函数通常作为类的成员，可以直接访问类的私有和保护成员。例如，我们可以定义如下的成员函数： ```cpp Complex Complex::operator+(const Complex& other) const { return Complex(Real + other.Real, Image + other.Image); } ``` 这个成员函数接收一个`Complex`类型的引用作为参数，然后返回一个新的`Complex`对象，其值为当前对象和传入对象的和。 对于非成员函数的运算符重载，我们需要声明这些函数为类的友元。友元函数可以访问类的私有和保护成员，但它们不是类的成员。在给定的代码中，已经展示了如何定义友元函数来重载运算符： ```cpp friend Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2); ``` 接着定义友元函数： ```cpp Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2) { return Complex(c1.Real + c2.Real, c1.Image + c2.Image); } ``` 同样的逻辑可以应用于重载减法和乘法运算符。减法运算符可以使用类似的方法定义，而乘法运算符可能更复杂，因为它涉及到复数乘法的规则（欧拉公式）： ```cpp Complex Complex::operator*(const Complex& other) const { double real = Real * other.Real - Image * other.Image; double imag = Real * other.Image + Image * other.Real; return Complex(real, imag); } // 或者非成员函数形式 Complex operator*(const Complex& c1, const Complex& c2) { double real = c1.Real * c2.Real - c1.Image * c2.Image; double imag = c1.Real * c2.Image + c1.Image * c2.Real; return Complex(real, imag); } ``` 在完成运算符重载后，我们可以编写主函数`main()`来进行测试，创建复数对象并使用重载的运算符执行加、减、乘运算，然后打印结果。例如： ```cpp int main() { Complex c1(3, 2), c2(1, 1); Complex sum = c1 + c2; Complex diff = c1 - c2; Complex product = c1 * c2; cout << "Sum: "; sum.print(); cout << "Difference: "; diff.print(); cout << "Product: "; product.print(); return 0; } ``` 在这个程序中，`print()`函数用于输出复数的实部和虚部。运行这段代码，你应该能够看到三个复数运算的结果。 实验报告应包括实验目的、步骤、完整代码、运行结果截图以及对结果的分析。通过这样的实验，你可以深入理解运算符重载的工作原理，以及如何在实际项目中应用这一概念。同时，你还会了解到成员函数和友元函数在处理类内操作时的不同角色。