《C和C++代码精粹》——1.12　运算符重载

1.12　运算符重载

C和C++代码精粹
在C++中你可以重载运算符，例如，定义一个复数的数据类型如下：

struct complex
{
    double real, imag;
};

假如能使用中缀符号用于复数加法，那将会相当方便。如：

complex c1,c2;
…
complex c3=c1+c2;

当编译器遇到如c1+c2这样的表达式时，将查找下边两个函数中的一个（只须其中的一个存在）：

operator+(const complex&,const complex &);    //全局函数
complex::operator+(const complex &);           //成员函数

关键字operator是函数名的一部分。为实现两个复数的加法可以将operator+定义为全局类型，如下：

complex operator+(const complex &c1,const complex &c2)
{
    complex r;
    r.real=c1.real+c2.real;
    r.imag=c1.imag+c2.imag;
    return r;
｝

程序清单1.14 运算符+和运算符<<在复数中的应用

#include <iostream>
using namespace std;  

struct complex
{
    double real, imag;
    complex(double = 0.0, double = 0.0);
};  

complex::complex(double r, double i)
{
    real = r;
    imag = i;
}  

inline ostream& operator<<(ostream &os, const complex &c)
{
    os << '(' << c.real << ',' << c.imag << ')';
    return os;
}  

inline complex operator+(const complex &c1, const complex &c2)
{
    return complex(c1.real+c2.real,c1.imag+c2.imag);
}

不允许重载系统中预定义的操作，例如，不允许重载两个整型数相加。因此，在重载操作中至少有一个操作数是用户自定义类型。

流库“知道”怎样通过运算符重载来格式化各种系统预定义的数据类型。例如，ostream类中，cout是一个实例，它为所有的系统预定义的数据类型都重载了操作符<<，当编译器看到表达式：

cout<<i;
这里i是整型，它产生以下的函数运算：

cout.operator<<(i); //ostream：：operator<<(ostream&,int)
这样可以正确地格式化数据。

程序清单1.14表明如何通过重载用于复数的运算符<<来扩展标准流(输出在程序清单1.5中)。编译器将表达式

cout<<c
转换成下面的函数调用(在这里c是一个复数)：

operator << ( cout ，c)
这将依次采用operator<<（ostream&，const complex&）将操作分解成格式化系统预定义类型的对象。这个函数也返回流，因此，可以在一个单独的语句中链接多个插入流。如，表达式

cout<<c1<<c2
变为

operator<<(operator<<(cout,c1),c2)
这要求operator<<(ostream&, const complex&)返回流，为了高效这是通过引用来实现的。

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