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第11章 运算符重载

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11章运算符重载

11章运算符重载

考虑用普通函数实现两个复数相加
Complex complex_add(Complex &c1， Complex &c2) { Complex c; c.real=c1.real+c2.real; c.imag=c1.imag+c2.imag; return c; }
将其声明为Complex 类的友元函数
int operator + (int a, int b) {return (a－b);}
（8）用于类对象的运算符一般必须重载，但有两个例外，运算 符“=”和“&”不必用户重载。 ① 赋值运算符(=)可以用于每一个类对象，可以利用它在 同类对象之间相互赋值（系统已经为每一个新声明的类重载 了一个赋值运算符，他的作用是逐个复制类的数据成员）。 ② 地址运算符&也不必重载，它能返回类对象在内存中 的起始地址。 （9）应当使重载运算符的功能类似于该运算符作用于标准类型 数据时所实现的功能。 （10）运算符重载函数可以是类的成员函数，也可以是类的友 元函数，还可以是既非类的成员函数也不是友元函数的普通 函数。
后自增
在自增(自减)运算符重载函数中，增加一个int型形参，就是后置自 增(自减)运算符函数。
#include <iostream> Complex Complex::operator ++ (int) using namespace std; { //对象复制，保存修改前对象状态 class Complex Complex temp(*this); {public: real++; imag++; //对象自增 Complex( ) return temp; //返回的是自加前的对象 {real=0; imag=0;} } Complex(double r,double i) {real=r; imag=i;} void Complex∷display( ) //重载后自增++函数 cout<<″(″<<real<<″,″<<imag<<″i) Complex operator + { +(int); void display( ); ″<<endl;} private: int main( ) double real; { Complex c1(3,4),c2; double imag; c2=c1++; // c1. operator ++ (0) }; cout<<″c1=″; c1.display( ); cout<<″c2=″; c2.display( ); }

第11章 运算符重载

第11章 运算符重载

• 这并不会引起任何编译错误，但将引起逻辑上的混乱。 因此，重载一个运算符时，其具体操作还应尽量与该 运算符的原始含义保持一致。
重载一元运算符为类运算符
• 由于类运算符的第一操作数约定为当前对象(隐含),所 以用成员函数实现一元运算符重载的格式为： type ClassName::operator 单目运算符( ) { … } //函数体 • “++”和“--”运算符的重载方法相似，但有前置和后置 之分，应在定义运算符重载函数时有所区分。 • 以“++”运算符的重载为例说明其实现的方法： type ClassName::operator++( ) //前置 { … } type ClassName::operator++(int)//后置 { … } • 仅有形式意义，无需再写形参名。
重载运算符为友元运算符
• 友元运算符：某运算符重载函数被定义为类的友元。 • 注意：友元没有this指针，因此，参与运算的操作数 都必须在运算符重载函数的参数表中明确说明。 • 类X的一元友元运算符的定义格式： type operator@(参数说明) { … }
• 参数为左操作数,是类X的对象或引用。 ++、--运算符：参数只能是类X的引用 +、-运算符：参数为类X的引用或对象
重载二元运算符为类运算符
• 若某运算符重载函数被定义为类的成员，则称该运算 符为该类的运算符，简称类运算符。 • 由于类运算符的第一操作数约定为当前对象(隐含),所 以定义二元类运算符重载函数的一般格式为： type ClassName::operator @ (Arg) { … } //函数体 type：函数返回值类型 ClassName：运算符重载函数所在的类名 operator：关键字，与其后的运算符一起构成函数 名，有区别于其他函数名。 @：一个重载的二元运算符 Arg：函数的形参表，即第二操作数。

运算符重载

运算符重载

1、多态性的基本概念2、派生类对象替换基类对象3、虚函数的定义4、抽象类的定义5、宠物类的设计6、运算符重载7、日期类对象判断大小8、分数类对象运算符重载☐运算符重载指赋予运算符新的操作功能，主要用于对类的对象的操作☐运算符+意味着多少对象类型的加法呢？☐还可以定义新的对象类型加法☐运算符重载定义形式：<类型><类名>::operator<操作符>(<参数表>){函数体}☐首先定义虚数类☐虚数可以描述为：a+bi☐a与b看成实数，定义成double类型☐成员函数除了构造与析构外，还有：☐输出虚数、修改虚数、得到实部a、得到虚部b ☐相加+、判相等==#include <iostream>using namespace std;class Complex{private:double real, imag;public:Complex(double r = 0, double i = 0): real(r), imag(i){ }double Real(){return real;}double Imag(){return imag;}Complex operator +(Complex&);Complex operator +(double);bool operator ==(Complex);~Complex(){ };Complex Complex::operator +(Complex &c)// 重载运算符＋，两边是虚数对象{Complex temp;temp.real = real+c.real;temp.imag = imag+c.imag;return temp;}Complex Complex::operator +(double d)// 重载运算符＋，左边是虚数对象，右边是双精度数{Complex temp;temp.real = real+d;temp.imag=imag;return temp;}bool Complex::operator ==(Complex c)// 重载运算符=={if (real == c.real && imag == c.imag)return true;elseint main(){Complex c1(3,4),c2(5,6),c3;cout << "C1 = " << c1.Real() << "+j" << c1.Imag() << endl;cout << "C2 = " << c2.Real() << "+j" << c2.Imag() << endl;c3 = c1+c2;cout << "C3 = " << c3.Real() << "+j" << c3.Imag() << endl;c3 = c3+6.5;cout << "C3 + 6.5 = " << c3.Real() << "+j" << c3.Imag() << endl;if ( c1==c2 )cout<<“两个复数相等”;elsecout<<“两个复数不相等”;return 0;☐运算符++分前置运算符和后置运算符☐例如: ++Y与Y++☐前置运算符定义Complex Complex::operator ++ () {real+=1;return *this;}☐后置运算符定义Complex Complex::operator ++ (int) {real+=1;return *this;}。

第11章运算符重载

第11章运算符重载

运算符重载函数是类成员函数
一元运算符 @表示要重载的运算符 表示要重载的运算符 隐式调用： 对象名 对象名@ 隐式调用：@对象名 或者 对象名 显示调用：对象.operator@( ) 显示调用：对象 二元运算符 隐式调用：对象名 对象名2 隐式调用：对象名1@对象名 对象名 显示调用：对象名1.operator@(对象名 对象名2) 显示调用：对象名 对象名
例如：下边是运算符重载的另一个例子，程序实现了复数的加 例如：下边是运算符重载的另一个例子， 和减运算。（二元操作符） 。（二元操作符 和减运算。（二元操作符）
#include <iostream> using namespace std; class Complex { public: Complex() { real=0.0;imag=0.0; } Complex(double r) { real=r; imag=0.0; } Complex(double r,double i) { real=r; imag=i; } Complex operator+(const Complex& c); Complex operator-(const Complex& c); friend void print(const Complex& c); private: double real,imag; };
运算符重载为友元函数形式
注意： 注意：友元函数重载运算符调用方式 @表示要重载的运算符 表示要重载的运算符 二元运算符 显示： 对象名1,对象名 显示：operator@(对象名 对象名 对象名 对象名2) 隐式：对象名1@对象名 对象名2 隐式：对象名 对象名 一元运算符 显示： 对象名) 显示：operator@(对象名 对象名 隐式： 对象名 对象名@ 隐式：@对象名 或者 对象名

第11章运算符重载

第11章运算符重载
❖ 当把一个一元运算符重载成成员函数时，该函数没有形式 参数。
❖ 把一个二元运算符重载成成员函数时，该函数只有一个形 式参数，就是右操作数，当前对象是左操作数。
程序设计 - 9
重载实例
《程序设计》 cs.sjtu 2011.9
❖ 为rational类增加“+”和“*”以及比较 的重载函数，用以替换现有的add和 multi函数
❖ 运算符的重载不能改变运算符的运算对象数。因此，重载 函数的形式参数个数（包括成员函数的隐式指针this）与运 算符的运算对象数相同
❖ 运算符重载可以重载成成员函数也可以重载成全局函数实 现。重载成全局函数时，最好把此函数设为友员函数
❖ 如果作为类的成员函数，它的形式参数个数比运算符的运 算对象数少1。这是因为成员函数有一个隐含的参数this。 在C++中，把隐含参数this作为运算符的第一个参数。
程序设计 - 11
函数实现
《程序设计》 cs.sjtu 2011.9
Rational Rational::operator+(const Rational &r1) const { Rational tmp;
tmp.num = num * r1.den + r1.num * den; tmp.den = den * r1.den; tmp.ReductFraction(); return tmp; }
Rational Rational::operator*(const Rational &r1) const
{ Rational tmp;
tmp.num = num * r1.num;
tmp.den = den * r1.den;
tmp.ReductFraction();

Python教程之----第11章-Python的面向对象(上)

Python教程之----第11章-Python的面向对象(上)
✎
第11章 面向对象编程（上）
· 面向对象编程 · 类和对象 · 构造方法和析构方法
· self的使用 · 运算符重载
✎ 学习目标
1 了解面向对象编
程思想
掌握类和对象的定义 2
和使用
掌握构造方法的使用
4
掌握self的使用
3
✎ 目录页
01 面向对象编程概述 02 类和对象 03 构造方法和析构方法 04 self的使用 05 运算符重载
print("%s的车在鸣笛..."%(self.color))
✎ 析构方法
• 当删除一个对象来释放类所占用资源的时候， Python解释器默认会调用另外一个方法，这个方 法就是__del__( )方法。
• __del__方法被称为析构方法。
✎ 过渡页
01 面向对象编程概述 02 类和对象 03 构造方法和析构方法 04 self的使用 05 运算符重载
✎ 过渡页
01 面向对象编程概述 02 类和对象 03 构造方法和析构方法 04 self的使用 05 运算符重载
✎ 面向对象
程序员“面向对象”
在现实世界中存在各种不同形态的事物， 这些事物之间存在着各种各样的联系。在程 序中使用对象来映射现实中的事物，使用对 象间的关系来描述事物之间的联系，这种思 想就是面向对象。
✎ self的使用
• 在方法的列表中，第1个参数永远都是self。 • self的字面意思是自己，我们可以把它当做C++里面的
this指针理解，表示的是对象自身。 • 当某个对象调用方法的时候，Python解释器会把这个对
象作为第1个参数传给self，开发者只需要传递后面的参 数就可以了。

运算符重载


例4.1 通过函数来实现复数相加 #include <iostream> using namespace std; class Complex { private: double real,image; public: Complex() { real=0; image=0; } Complex(double r,double i):real(r),image(i){} Complex complex_add(Complex &c2); void display(); };
4.4 重载运算符函数的设计
• 1. 重载运算符的返回值
–运算符函数的返回值类型一般都与当前类 的类型有关。 –运算符函数返回对象的值还是对象引用
• 原则：如果运算符形成的表达式（函数调用表达 式）需要作为左值则返回引用，否则返回值。
• ⑴+、－、*、/、%、后置的++和-– 因为加法、减法、乘法、除法和后置的加1和减1表达 式不能做左值，重载时应返回对象的值，故应采用类 似如下的函数原型： – Complex operator+(...); – Complex operator++(...);
+ ^ =
& <
* | >
/ ~ +=
% ! -=
*= |= == || ->
/= << != ++ []
%= >> <= -()
^= >>= >= >* New
&= <<= && , delete
.

.*
::

运算符重载


{
rpart=rp;
ipart=ip;
}
Complex add( const Complex & com )
{
Complex temp ;
temp .rpart= com .rpart+rpart;
temp .ipart= com .ip+ipart;
return temp ;
}
2020/7/2
பைடு நூலகம்};
★单目运算符重载 ：
Complex Complex:: operator {
Complex temp;
( 单) 目无参数 双目一个参数
temp.rpart=-rpart;
temp.ipart)=-ipart;
return temp;
}
Complex c=-a+b;
(a.operator-( )).operator+(b)
};
point point::operator+ (point p1)
{ point p; p.x=x+p1.x; p.y=y+p1.y; return p; }
void main()
{ point p1(10,10),p2(20,20); p1=p1+p2 ;
p1.print(); ++p1; p1.print();
}
//(╳)
运算符成员函数——调用成员函数的对象隐式成为表达式的第一个运算数 外部运算符函数——其第一个参数直接对应表达式的第一个运算数；
x1=x2+x3;
operator+(x2, x3);
2020/7/2
6 6

运算符重载

CCS E
24
运算符重载
思考:如果希望表达式i+c1有意义, 思考:如果希望表达式i+c1有意义,应该 i+c1有意义 如何定义重载运算符函数? 如何定义重载运算符函数?
friend Complex operator+(int &i,Complex &c); Complex operator+(int &i, Complex &c) {return Complex(i+c.real,c.imag);}
2
什么是运算符重载
代码分析: 代码分析: 例10.1 通过函数来实现复数 相加。 相加。
CCS E
3
运算符重载的方法
运算符重载的方法是定义一个重载运 算符的函数， 算符的函数，在需要执行被重载的运 算符时，系统就自动调用该函数， 算符时，系统就自动调用该函数，以 实现相应的运算。也就是说， 实现相应的运算。也就是说，运算符 重载是通过定义函数实现的。 重载是通过定义函数实现的。运算符 重载实质上是函数的重载。 重载实质上是函数的重载。
CCS E
21
运算符重载
如果将运算符重载函数作为成员函数， 如果将运算符重载函数作为成员函数， 它可以通过this this指针自由地访问本类 它可以通过this指针自由地访问本类 的数据成员， 的数据成员，因此可以少写一个函数 的参数。 的参数。但必须要求运算表达式第一 个参数(即运算符左侧的操作数) 个参数(即运算符左侧的操作数)是一 个类对象， 个类对象，而且与运算符函数的类型 相同。 相同。因为必须通过类的对象去调用 该类的成员函数，而且只有运算符重 该类的成员函数， 载函数返回值与该对象同类型， 载函数返回值与该对象同类型，运算 结果才有意义。 结果才有意义。

运算符重载


运算符重载为类的友元函数
类中的声明： 类中的声明： friend 函数类型 operator 运算符（参数表）； 运算符（参数表）； 运算符重载函数的定义形式： 运算符重载函数的定义形式： 运算符（参数表） 函数类型 operator 运算符（参数表） { 函数体； 函数体； } 附加例） （附加例）用友元函数实现复数的加法运算符的重 载。
数据类型转换 标准数据类型转换
隐式转换： 自动转成double型) 隐式转换：7.5+2 (将2自动转成 将 自动转成 型 显式转换： 转成整型) 显式转换：int(89.5) (将89.5转成整型 将 转成型
涉及到类类型的转换
对于用户自己声明的类型， 对于用户自己声明的类型，编译系统并不知道怎样进行转 换。解决这个问题的关键是让编译系统知道怎样去进行转 换，需要定义专门的处理函数。 需要定义专门的处理函数。 将一个其他类型的数据转换成一个类类型： 将一个其他类型的数据转换成一个类类型：转换构造函数 将一个类的对象转换成另一类型的数据： 将一个类的对象转换成另一类型的数据：类型转换函数
运算符重载的格式
运算符重载为类的成员函数 运算符重载为类的友元函数
运算符重载的规则
①
② ③ ④ ⑤
.”、 *” ::”、 ?:”和 sizeof”等几个运 除“. 、“*”、“:: 、“?: 和“sizeof 等几个运 算符不能重载外， 算符不能重载外，C++中几乎所有的运算符都可以 中几乎所有的运算符都可以 重载。 重载。 运算符被重载后，其优先级和结合性不会改变。 运算符被重载后，其优先级和结合性不会改变。 不能改变运算符操作对象的个数。 不能改变运算符操作对象的个数。 运算符的意义应不变。 运算符的意义应不变。 用于类对象的运算符一般必须重载，但有两个例外， 用于类对象的运算符一般必须重载，但有两个例外， 运算符“ 和 不必用户重载。 运算符“=”和“&”不必用户重载。 不必用户重载
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15
► 1.
双目运算符重载为类的友元函数，形式如下：
所属类型 &obj1)
返回类型 operator op(const 所属类型 &obj1,const { …… // obj1和obj2分别对应两个运算对象 }
“obj1 op obj2” ► 相当于operator op(obj1,obj2)
► 经过重载后，表达式
17
15complex operator +(const complex &c1,const complex &c2) 16{ complex c3; 17 c3.real=c1.real+c2.real; 18 c3.imag=c1.imag+c2.imag; 19 return c3; 20 } 21complex operator -(const complex &c1,const complex &c2) 22{ complex c3; 23 c3.real=c1.real-c2.real; 24 c3.imag=c1.imag-c2.imag; 25 return c3; 26 } 27 int main() 28 { complex c1(1,2),c2(3,4),c3; 29 30 //输出4+6i c3=c2+c1; c3.display(); 31 c3=c2-c1; c3.display(); //输出2+2i return 0; 32 }
5
► 1.
双目运算符重载为类的成员函数，形式如下： 返回类型 类名::operator op(const 所属类型 { …… //this指针对应obj1运算对象 }
&obj2)
“obj1 op obj2” ► 相当于obj1.operator op(obj2)
► 经过重载后，表达式
6
【例39.1】设计一个复数类，实现该类对象的加法和减法运算。
imag=i;}
//构造函
7 complex operator ++(int); //重载后置++ 8 void display() 9 { 10 cout<<real<<"+"<<imag<<"i"<<endl; 11 } 12 private: 13 double real; //实部 14 double imag; //虚部 15 };
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 class complex 4 //复数类 { 5 public: 6 complex(double r=0.0,double i=0.0){real=r; imag=i;}//构造函数 7 complex operator +(complex &c2); //重载+运算符 8 complex operator -(complex &c2); //重载-运算符 9 void display() 10 { 11 cout<<real<<"+"<<imag<<"i"<<endl; 12 } 13 private: 14 double real; //实部 15 double imag; //虚部 16 };
运算符号(形式参数列表)； 运算符号(形式参数列表)
4
► 当运算符重载为成员函数时，运算符函数的形式参数的个数比运算
符规定的运算对象个数要少一个。
► 原因是类的非静态成员函数都有一个隐含的this指针，运算符函数
可以用this指针隐式地访问类对பைடு நூலகம்的成员，因此这个对象自身的数 据可以直接访问，不需要放到形参列表中进行传递，少了的运算对 象就是该对象本身。
算符，但在输出操作中又是与流对象cout配合是的流插入运算符， >>运算符也是。
► C++允许程序员重载大部分运算符，使运算符符合所在的上下文环
境。虽然重载运算符的任务也可以通过显式的函数调用来完成，但 是使用运算符重载往往使程序更清晰。
4
► 本质上，运算符重载是函数的重载。重载运算符使具有特殊名称的
8
3、运算符重载为类成员函数 4、运算符重载为友元函数
► 将运算符重载为类的成员函数，一般形式为：
class 类名{ //类体 …… 返回类型 operator 运算符号(形式参数列表) { 函数体 } …… }；
3
► 或者：
class
}； 返回类型 类名::operator { 函数体 }
类名{ //类体 … … 返回类型 operator ……
7
17 complex complex::operator +(complex &c2) 18 { complex c; 20 c.real=c2.real+this.real; 21 c.imag=c2.imag+imag; 22 return c; 23 } 24 complex complex::operator -(complex &c2) 25 { complex c; 27 c.real=real-c2.real; //顺序不能颠倒 28 c.imag=imag-c2.imag; 29 return c; 30 } 31 int main() 32 { complex c1(1,2),c2(3,4),c3; 34 36 //输出4+6i c3=c2+c1; c3.display(); c3.display(); 38 //输出2+2i c3=c2-c1; 39 } return 0;
刘玉利，信息科学与工程学院
1、运算符重载的概念 2、运算符函数
► 运算符重载就是对现有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，
以适应不同的数据类型。
3
► 所谓重载，就是重新赋予新的含义。例如函数重载，就是对一个已
有的函数赋予新的功能。
► C++语言本身就重载了很多运算符，例如<<是位运算中的左移运
11
► 3.
后置单目运算符重载为类的成员函数，形式如下： 返回类型 类名::operator op(int) { …… //this指针对应obj运算对象 }
“obj op” ► 相当于obj.operator op(0)
► 经过重载后，表达式
12
【例39.3】实现复数类的后置自增运算。
1 2 3 4 5 6 数 #include <iostream> using namespace std; class complex //复数类 { public: complex(double r=0.0,double i=0.0) {real=r;
10
16 complex complex::operator ++() 17 { 18 complex a; 19 real++; 20 imag++; 21 a.real=real; 22 a.imag=imag; 23 return a; 24 } 25 int main() 26 { 27 complex c1(1,2),c2; 28 c2=++c1; 29 c1.display(); //输出2+3i 30 c2.display(); //输出2+3i 31 return 0; 32 }
8
► 2.
前置单目运算符重载为类的成员函数，形式如下： 返回类型 类名::operator op() { …… //this指针对应obj运算对象 }
“op obj” ► 相当于obj.operator op()
► 经过重载后，表达式
9
【例39.2】实现复数类的前置自增运算。
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 class complex 4 //复数类 { 5 public: 6 complex(double r=0.0,double i=0.0){real=r; imag=i;}//构造函数 7 complex operator ++(); //重载前置++ 8 void display() 9 { 10 cout<<real<<"+"<<imag<<"i"<<endl; 11 } 12 private: 13 double real; //实部 14 double imag; //虚部 15 };
7
► 重载运算符的规则 ► （1）C++绝大部分的运算符可以重载，不能重载的运算符有：
. .* :: ?: sizeof ► （2）不能改变运算符的优先级、结合型和运算对象数目。 ► （3）运算符重载函数不能使用默认参数。 ► （4）重载运算符必须具有一个类对象（或类对象的引用）的参数， 不能全部是C++的内置数据类型。 ► （5）一般若运算结果作为左值则返回类型为引用类型；若运算结 果要作为右值，则返回对象。 ► （6）重载运算符的功能应该与原来的功能一致。
6
► 将‘+’用于复数类的加法运算，运算符函数原型可以是：
complex operator+(const complex &a,const complex &b);
► 调用运算符函数的形式如下：
operator 运算符号(实参列表)；
► 例如：complex