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第8章 运算符重载 8.1 运算符重载的概念 8.2 类成员运算符重载 8.3 友元运算符重载 8.4 重载双目运算符 8.5 几个特殊运算符的重载 8.6 流输入/输出运算符重载 8.1 运算符重载的概念 8.1.1 概念 一个数据类型的定义包括一个值集和一个作用于该值集的操作集。 C++在提供内部基本数据类型的同时提供了许多预定义的运算符，用于各种表达式中，如算术运算符、逻辑运算符、比较运算符、取值、取地址、括号等。 基本数据类型上的运算符的语义等价为一个函数，如，若声明x,y为int或double等基本类型变量，则表达式x+y可以理解为函数add(x,y)或+(x,y)，显然，使用前一种形式比使用后两种形式表达式的书写更简洁、更符合日常习惯。 8.1 运算符重载的概念 8.1.1 概念（续） 运算符重载实际上是函数重载的特殊形式，C++语言允许系统预定义运算符的语义由程序员重新定义，这一机制称为运算符重载。 运算符重载的目的就是用运算符的形式代替自定义类型的函数名，使程序员能以更加自然的方式使用自定义的数据类型，特别是类类型。 由程序员重新定义的运算符又称为运算符函数。 在一个类中定义的运算符成员函数称类成员运算符，在类之外定义的运算符函数通常使用类的友元函数形式，称为友元运算符。 8.1 运算符重载的概念 8.1.1 概念（续） 大多数一元运算符和二元运算符都可以重载，但不允许重载三元运算符，不能创建新的运算符。 另外，下列运算符不能重载： :: # ? : .以及取指针所指的变量值 *等。 运算符重载可以改进程序的可读性，但不是非有不可。 注意，重载运算符时，不能改变它们原先的优先级顺序，也不能改变运算符所需操作数的个数。 8.2 类成员运算符重载 运算符重载的基本语法形式如下： 类型 类名::operator 运算符(参数表) //运算符函数头 { //运算符函数体 } 若将运算符函数头中“operator 运算符”部分用普通函数名代替，则与普通函数运算符函数头形式完全相同。operator是专门用于定义重载运算符的系统保留字。 8.2 类成员运算符重载 重载一元运算符时参数表为空，当前对象为运算符的单操作数(在函数体中用this指针访问)。 重载二元运算符时参数表中有一个操作数，当前对象为运算符的左操作数，参数表中的操作数为运算符的右操作数。 注意：左、右操作数的位置在理论上是不能随意互换的，比如，对于减法，操作数位置直接关系到结果的正确性。 8.2 类成员运算符重载 实例8.1 矢量类加法、减法及反向运算符重载。 8.2 类成员运算符重载 实例8.1 矢量类加法、减法及反向运算符重载。（续） 8.2 类成员运算符重载 实例8.1 矢量类加法、减法及反向运算符重载。（续） 8.2 类成员运算符重载 实例8.1 矢量类加法、减法及反向运算符重载。（续） 重载运算符在调用时仍然是靠参数区分的。 上例中重载的运算符“-”，若出现在两个数据之间，只要这两个数据为相同的基本数据类型、vector类型或其它重载过的类型，都能正确调用相应的运算代码； 若它单独出现在某个基本数据类型或vector类型等重载过的数据前面，则自动执行求“相反数”的运算。 8.3 友元运算符重载 8.3.1 概述 在C++语言中，运算符重载更多是使用友元函数实现。这主要基于以下两个原因： 第一，C++语言是混合型的面向对象语言，用友元提供了一种有限制地打破类的封装的机制，其目的是增加编程的灵活性，提高函数的访问效率； 第二，用成员运算符重载二元运算时，两个操作数必须同为本类型操作数。与两个操作数类型不同时，特别是由于左操作数不属于本类型，而不能隐含使用this指针时，无法实现重载，友元运算符重载为解决这个问题提供了方法。 8.3 友元运算符重载 8.3.2 定义 友元运算符的重载语法形式如下： 声明：friend返回值类型 operator运算符(参数表)； //在某类中声明的原型 定义：返回值类型 operator运算符(参数表) //运算符函数头 { //运算符函数体 } 因为友元函数不是某个类的成员函数，在友元函数体中不能出现this保留字，也没有隐含的操作数，所以在一元友元运算符参数表中必须显式声明一个参数，在二元友元运算符参数表中必须显式声明两个函数。 8.3 友元运算符重载 实例8.2：将例8.1中的成员运算符重载改造成友元运算符重载。 8.3 友元运算符重载 8.3 友元运算符重载 8.4 重载双目运算符 双目运算符(或称二元运算符)是C++中最常用的运算符。双目运算