C++的算符重载

C++的算符重载2008-04-04算符重载的作用是什么？它允许你为类的用户提供一个直觉的接口。算符重载允许C/C++的运算符在用户定义类型（类）上拥有一个用户定义的意义。重载的算符是函数调用的语法修饰：

class Fred {
  public:    // …
};
#if 0           // 没有算符重载：
Fred add（Fred, Fred）;
Fred mul（Fred, Fred）;
Fred f（Fred a, Fred b, Fred c）
{
  return add（add（mul（a,b）, mul（b,c））, mul（c,a））; // 哈哈，多可笑…
}
#else   // 有算符重载：
Fred operator+ （Fred, Fred）;
Fred operator* （Fred, Fred）;
Fred f（Fred a, Fred b, Fred c）
{
  return a*b + b*c + c*a;
}
#endif

算符重载的好处是什么？

通过重载类上的标准算符，你可以发掘类的用户的直觉。使得用户程序所用的语言是面向问题的，而不是面向机器的。最终目标是降低学习曲线并减少错误率。

有什么算符重载的实例？这里有一些算符重载的实例：

myString + yourString 可以连接两个 std::string 对象

myDate++ 可以增加一个 Date 对象

a * b 可以将两个 Number 对象相乘

a[i] 可以访问 Array 对象的某个元素

x = *p 可以反引用一个实际“指向”一个磁盘记录的 "smart pointer" —— 它实际上在磁盘上定位到 p 所指向的记录并返回给x。

但是算符重载使得我的类很丑陋；难道它不是应该使我的类更清晰吗？算符重载使得类的用户的工作更简易，而不是为类的开发者服务的！考虑一下如下的例子：

class Array {
  public:
int& operator[] （unsigned i）;
};
inline
int& Array::operator[] （unsigned i）
{   // …
}

有些人不喜欢operator关键字或类体内的有些古怪的语法。但是算符重载语法不是被期望用来使得类的开发者的工作更简易。它被期望用来使得类的用户的工作更简易：

int main（）
{
  Array a;
  a[3] = 4; // 用户代码应该明显而且易懂…
}

记住:在一个面向重用的世界中，使用你的类的人有很多，而建造它的人只有一个（你自己）；因此你做任何事都应该照顾多数而不是少数。

什么算符能／不能被重载？大多数都可以被重载。C的算符中只有 . 和？ :（以及sizeof，技术上可以看作一个算符）。C++增加了一些自己的算符，除了::和.*，大多数都可以被重载。这是一个下标算符的示例（它返回一个引用）。先没有算符重载：

class Array {
public:
int& elem（unsigned i） {  if （I > 99） error（）; return data[i]; }
  private:
  int data[100];
};
int main（）
{
  Array a;
  a.elem（10） = 42;
  a.elem（12） += a.elem（13）;
}
   现在用算符重载给出同样的逻辑：
class Array {
public:
int& operator[] （unsigned i）  {  if （I > 99） error（）; return data[i]; }
  private:
  int data[100];
};
int main（）
{
  Array a;
  a[10] = 42;
  a[12] += a[13];
}

我能重载 operator== 以便比较两个 char[] 来进行字符串比较吗？不行：被重载的算符，至少一个操作数必须是用户定义类型（大多数时候是类）。但即使C++允许，也不要这样做。因为在此处你应该使用类似 std::string的类而不是字符数组，因为数组是有害的。因此无论如何你都不会想那样做的。

我能为“幂”运算创建一个 operator** 吗？不行。运算符的名称、优先级、结合性以及元数都是由语言固定的。在C++中没有operator**，因此你不能为类类型创建它。

如果还有疑问，考虑一下x ** y与x * （*y）等同（换句话说，编译器假定 y 是一个指针）。此外，算符重载只不过是函数调用的语法修饰。虽然这种特殊的语法修饰非常美妙，但它没有增加任何本质的东西。我建议你重载pow（base,exponent）（双精度版本在中）。

顺便提一下，operator^可以成为幂运算，只是优先级和结合性是错误的。

如何为Matrix（矩阵）类创建下标运算符？ [Recently changed so it uses new-style headers and the std:: syntax （on 7/00）. Click here to go to the next FAQ in the "chain" of recent changes.]