操作符重载

操作符的重载是在实际的C++编程过程中不太容易引人注意但却非常实用的一个特性。
合理的实现操作符重载可以极大的提高编程体验，但是不合理的实现也可能会在使用过程中给开发人员带来很大的困惑。

本篇文章会首先分析一些c++标准库中所实现的一些操作符重载, 然后在具体介绍如何实现操作符重载。

本文后续主要会分析如下操作符:

std::string 中对[]及+=操作符重载
std::shared_ptr中对*及->操作符重载

std::string中的操作符

#include <string>
#include <iostream>
int main()
{
    std::string str = "Hello ";
    str += "World";
    for (auto i = 0; i < str.length(); ++i) {
        std::cout << str[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

体会以下上面的代码，很简单而且很直观，

std::string str = "Hello " 定义了一个string对象，且初始值为Hello
str += "World"往str里添加新的字符，此时str的内容变为Hello World
通过for循环,以str[i]的形式访问str里的每一个字符

通过 += 的形式来对string对象添加内容, 通过[]的形式访问string对象内的每一个字符，使得对于string对象的使用很自然，但这背后其实是string类对+= 操作符及 [] 操作符进行了重载。

来看一下string头文件中操作符重载的形式:

// []操作符重载
char&       operator[]( size_type pos );
const char& operator[]( size_type pos ) const;

// "+="操作符重载
basic_string& operator+=( const basic_string& str );
...(详细可以参考cppreference)

string类中对这些操作符进行了重载, 当使用这些操作符的时候,实际上是在调用以上的这些函数,使得对于string对象的使用自然，直接。

std::shared_ptr中的操作符

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

int main()
{
    using namespace std;
    shared_ptr<vector<int>> ptr = make_shared<vector<int>>();

    ptr->push_back(1);
    (*ptr).push_back(2);

    for (auto i = 0; i < ptr->size(); ++i) {
        std::cout << (*ptr)[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

ptr为shared_ptr<vecotr<int>>类型对象，ptr内部管理的是vector<int>类型的指针
ptr->push_back(1)的使用是不是感觉ptr是一个vector<int>类型的指针，并不是所谓的shared_ptr对象
(*ptr).push_back(2)的使用是不是也感觉ptr就是vector<int>类型的指针

Note

以上的`ptr`是个`shared_ptr`类型对象，内部包含一个指针

对ptr如此直接自然的使用，背后其实也是操作符重载在捣鬼。

看一下shared_ptr中对*及 ->操作符的重载:

// 对 "*" 的重载
T& operator*() const noexcept;
// 对 "->" 的重载
T* operator->() const noexcept;

ptr->push_back(1)的背后是调用了重载的->操作符:

(ptr.operator->())->push_back(1);

(*ptr).push_back(2)是调用了重载的*操作符:

(ptr.operatro*()).push_back(2);

看似简单直接的调用实际上背后却发生了很多的事情，不容易发现，但确实在发生，这就是操作符重载的魅力。

总结

大概介绍了一些标准库中使用的操作符重载，让我们有了一个直观的感受，后面几篇文章会详细介绍如何来实现操作符重载。