第 运算符重载PPT学习教案.pptx

运算符重载是C++中实现多态性的一种方式，主要目的是为了让自定义的数据类型（如类）能够像内置类型一样使用预定义的运算符。运算符重载并不创建新的运算符，而是对已存在的运算符赋予新的含义，使得它们在处理不同数据类型时能够执行不同的操作。 ### 运算符重载的原理 运算符重载本质上是函数重载的特殊形式。在C++中，每个运算符都有对应的运算符函数。当一个运算表达式如`a+b`被编译时，会被解析为对`operator+(a, b)`的调用。这里的`operator`是一个关键字，它与后面跟着的运算符共同构成了运算符函数的名称。因此，运算符重载可以视为一种特殊的函数重载，通过定义相应的运算符函数来实现特定的行为。 ### 运算符重载的规则 1. **函数名**：重载运算符的函数名以`operator`加运算符符号组成。 2. **参数类型**：运算符函数的形参类型通常是自定义类型，用于处理特定的数据类型。 3. **限制条件**：并非所有运算符都能重载，部分特殊运算符（如`new`、`delete`等）不能重载。只能重载已有的运算符，不能创建新的运算符。 4. **优先级和结合性**：重载后的运算符不能改变原有的优先级和结合性。 5. **语法结构**：保持运算符的语法结构不变，即单目运算符仍为单目，多目运算符仍为多目。 6. **清晰性**：重载运算符的功能应与原始运算符类似，避免产生二义性。 ### 运算符重载的形式 1. **成员函数**：运算符可以作为类的成员函数重载，分为单目和双目的成员函数重载。 2. **友元函数**：运算符也可以作为类的友元函数重载，同样分为单目和双目的友元函数重载。 ### 特殊运算符的重载示例 - **前置和后置自增/自减运算符**：`++`和`--`运算符有前置和后置两种形式。重载时，如果需要区分，可以使用`operator++()`和`operator--()`重载前置运算符，用`operator++(int)`和`operator--(int)`重载后置运算符，其中传入的`int`参数通常为0。 - **赋值运算符`=`**：赋值运算符可以被重载，用于自定义类对象间的赋值行为。如果没有自定义的赋值运算符，C++会提供一个默认的浅拷贝赋值操作。自定义赋值运算符（也称为深拷贝）通常涉及成员变量的逐个复制。 - **下标运算符`[]`**：下标运算符`operator[]`常用于访问数组元素，可以被重载以实现自定义对象的下标访问。重载`[]`时，可以添加额外的功能，如检查下标是否越界。 ### 示例代码 ```cpp class MyClass { public: // 前置自增运算符重载 MyClass& operator++() { // 实现自增逻辑 return *this; } // 后置自增运算符重载 MyClass operator++(int) { MyClass temp = *this; operator++(); return temp; } // 赋值运算符重载 MyClass& operator=(const MyClass &other) { // 深拷贝逻辑 // ... return *this; } // 下标运算符重载 int& operator[](int index) { if (index < 0 || index >= size) throw std::out_of_range("Index out of bounds"); return elements[index]; } private: int size; int* elements; }; ``` 以上代码展示了如何重载`++`、`=`和`[]`运算符，以便在类`MyClass`中自定义它们的行为。注意，运算符重载需要谨慎处理，确保不会引入二义性，并遵循C++的常规操作习惯，以保持代码的可读性和一致性。