c++中运算符重载

### C++ 运算符重载的使用方法及示例 #### 1. 运算符重载类型 C++ 支持对多种运算符进行重载，包括但不限于算术运算符、关系运算符、赋值运算符、下标运算符等。通过重载这些运算符，可以使用户自定义的数据类型（如类）支持类似于内置类型的自然操作[^1]。 #### 2. 算术运算符重载 算术运算符（如 `+`、`-`、`*`、`/`）可以通过成员函数或友元函数进行重载。以下是一个通过成员函数重载 `+` 运算符的示例： ```cpp class Complex { private: double real; double imag; public: Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {} // 重载 + 运算符 Complex operator+(const Complex& other) const { return Complex(real + other.real, imag + other.imag); } void display() const { std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl; } }; int main() { Complex c1(3, 4), c2(5, 6), c3; c3 = c1 + c2; // 调用重载的 + 运算符 c3.display(); // 输出结果为 8 + 10i return 0; } ``` #### 3. 关系运算符重载 关系运算符（如 `<`、`>`、`==`、`!=`）可以用于比较两个对象。以下是一个通过成员函数重载 `==` 运算符的示例： ```cpp class Point { private: int x, y; public: Point(int a = 0, int b = 0) : x(a), y(b) {} // 重载 == 运算符 bool operator==(const Point& other) const { return (x == other.x && y == other.y); } void display() const { std::cout << "(" << x << ", " << y << ")" << std::endl; } }; int main() { Point p1(3, 4), p2(3, 4); if (p1 == p2) { // 调用重载的 == 运算符 std::cout << "Points are equal." << std::endl; } else { std::cout << "Points are not equal." << std::endl; } return 0; } ``` #### 4. 下标运算符重载 下标运算符 `[]` 可以用于访问数组元素或容器中的元素。以下是一个通过成员函数重载 `[]` 运算符的示例： ```cpp class MyArray { private: int* data; int size; public: MyArray(int s) : size(s) { data = new int[size]; for (int i = 0; i < size; ++i) { data[i] = 0; } } ~MyArray() { delete[] data; } // 重载 [] 运算符 int& operator[](int index) { if (index < 0 || index >= size) { throw std::out_of_range("Index out of range."); } return data[index]; } int getSize() const { return size; } }; int main() { MyArray arr(5); try { for (int i = 0; i < arr.getSize(); ++i) { arr[i] = i * 10; // 调用重载的 [] 运算符 } for (int i = 0; i < arr.getSize(); ++i) { std::cout << arr[i] << " "; // 输出结果为 0 10 20 30 40 } } catch (const std::out_of_range& e) { std::cerr << e.what() << std::endl; } return 0; } ``` #### 5. 赋值运算符重载 赋值运算符 `=` 的重载通常用于实现深拷贝，避免浅拷贝导致的问题。以下是一个通过成员函数重载 `=` 运算符的示例： ```cpp class String { private: char* str; public: String(const char* s = "") { str = new char[strlen(s) + 1]; strcpy(str, s); } ~String() { delete[] str; } // 重载 = 运算符 String& operator=(const String& other) { if (this != &other) { // 防止自我赋值 delete[] str; // 释放原有资源 str = new char[strlen(other.str) + 1]; strcpy(str, other.str); } return *this; } void display() const { std::cout << str << std::endl; } }; int main() { String s1("Hello"); String s2("World"); s2 = s1; // 调用重载的 = 运算符 s2.display(); // 输出结果为 Hello return 0; } ``` #### 注意点 - 某些运算符不能被重载，例如 `.`、`.*`、`::` 和 `sizeof`。 - 重载运算符时需注意保持其语义的一致性，避免引起混淆。 - 对于涉及动态内存分配的类，重载赋值运算符时需要特别小心，以避免内存泄漏或双重释放等问题[^1]。