简介

在上篇文章中，我们应该可以直观感受到什么是操作符重载。

现在我们要正式进入到理论学习中:

• 什么是操作符重载
• 不同类型的操作符重载及语法
• 如何实现操作符重载

本文为阅读cppreference operator overloading 章节的总结。

什么是操作符重载

被重载的操作符实际上就是一些具有特殊函数名称的函数。

不同类型的操作符重载

截止到C++17,共有五种不同类型的操作符重载，语法如下:

• operator op
• operator type
• operator new / operator new[]
• operator delete / operator delete[]
• operator "" suffix-identifier

本文主要介绍第一种operator op类型的重载，后面几种类型会在后面的文章中进行介绍。

Note

op包括如下操作符: "+" "-" "*" "/" "%" "^" "&" "|" "~" "!"
"=" "<" ">" "+=" "-=" "*=" "/=" "%=" "^="
"&=" "|=" "<<" ">>" ">>=" "<<=" "==" "!=" "<=" ">=" "&&" "||" "++" "--" "," "->*"
"->" "( )" "[ ]"

实现操作符重载

操作符重载并不是没有任何限制，在重载操作符的时候， 不同操作符的函数签名如下所示:

表达式	作为成员函数	作为非成员函数	例程
@a	(a).operator@()	operator@(b)	!std::cin 调用 std::cin.operator!()
a@b	(a).operator@(b)	operator@(a, b)	std::cout << 42 调用 std::cout.operator<<(42)>>
a=b	(a).operator=(b)	不能作为非成员函数	std::string s; s = "abc" 调用 s.operator=("abc")
a(b...)	(a).operator()(b...)	不能作为非成员函数	--
a[b]	(a).operator[](b)	不能作为非成员函数	std::string m("hello"); m[0] = 's';调用 m.operator = 's'
a->	(a).operator->()	不能作为非成员函数	auto p = std::make_unique(); p->bar() 调用 p.operator->()
a@	(a).operator@(0)	operator@(a, 0)	std::vecotr::iteraotr i = v.begin(); i++ 调用 i.operator++(0)
表格中的@符号为占位符，代表所有符合要求的操作符	-	-	-

实战

我们来实现一个简单的三维坐标类，并重载部分的操作符:

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

class Point {
public:
    Point(int x = 0, int y = 0, int z = 0) {
        mX = x;
        mY = y;
        mZ = z;
    }
    // 重载`=`操作符，对应于上表中的`a=b`
    Point& operator=(int value) {
        mX = value;
        mY = value;
        mZ = value;
        return *this;
    }
    // 重载`[]`操作符，对应于上表中的`a[b]`
    int& operator[](char name) {
        if (name == 'x') return mX;
        else if (name == 'y') return mY;
        else return mZ;
    }
    // 重载`++`操作符，对应于上表中的`a@`
    Point& operator++(int) {
        mX++;
        mY++;
        mZ++;
        return *this;
    }
    std::string value() {
        return "X=" + std::to_string(mX) 
                + "; Y = " + std::to_string(mY)
                + "; Z = " + std::to_string(mZ);
    }
private:
    int mX;
    int mY;
    int mZ;

};

int main()
{
    Point p;
    std::cout << p.value() << std::endl;
    p++; // 调用p.operator++();
    std::cout << p.value() << std::endl;
    std::cout << "value x=" << p['x'] << std::endl; // 调用p.operator[]('x')
    std::cout << "value y=" << p['y'] << std::endl; // 调用p.operator[]('y')
    std::cout << "value z=" << p['z'] << std::endl; // 调用p.operator[]('z')
    return 0;
}

输出值为:

X=0; Y = 0; Z = 0
X=1; Y = 1; Z = 1
value x=1
value y=1
value z=1

后续

后面的文章在介绍其他类型的操作符重载。