第12课 - 操作符重载 - 上
一.使用C++标准库
1.1 C++标准库并不是C++语言的一部分
1.2 C++标准库是由C++语言编写而成的类库和函数的集合
1.3 C++标准库中定义的类和对象都位于std命名空间中
1.4 C++标准库的头文件都不带.h后缀
1.5 C++标准库涵盖了C库的功能
C库中<name.h>头文件对应C++中的<cname>
1.6 C库中++标准库与定义了多种常用的数据结构,如:字符串,链表，队列，栈等
Source Example 1：
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
/* C++标准库中的printf函数 */
printf ("hello world!\n");
return 0;
}
1.7 C++标准库中的输入输出类
cout对象(显示器对象，输出)
cin对象(键盘对象，输入)
Source Example 1.7：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hello World"<< endl;
int x,y;
cout << "1th parameter: ";
cin >> x;
cout << "2th parameter: ";
cin >> y;
cout << "Result: "<<x+y<<endl;
return 0;
}
1.8 在C语言中<<,>>只能用于整数运算，但是C++改变了左移和右移运算符的语义。
二. 操作符重载
2.1 操作符重载为操作符提供不同的语义
Source Example 2.1：
#include <iostream>
using namespace std;
struct Comples {
int a;
int b;
};
int main()
{
Comples c1 = {1,2};
Comples c2 = {1,3};
/* 编译器报错，加法不可以用于两个结构体 */
Comples c3 = c1 + c2;
return 0;
}
解决方法:
定义一个add函数用于两个Complex的相加，修改代码如下
#include <iostream>
using namespace std;
struct Complex {
int a;
int b;
};
/* 使用引用更为高效，否则还要拷贝构造 */
Complex add(const Complex& c1, const Complex& c2 )
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
int main()
{
Complex c1 = {1,2};
Complex c2 = {1,3};
Complex c3 = add(c1, c2);
cout<<"c3.a = "<<c3.a<<endl;
cout<<"c3.b = "<<c3.b<<endl;
return 0;
}
2.2 C++提供了操作符重载
2.2.1 C++中操作符重载的本质
a.C++中通过operate关键字可以利用函数扩展操作符
b.operate的本质也是通过函数重载实现操作符重载
代码修改如下： #include <iostream>
using namespace std;
struct Complex {
int a;
int b;
};
/* 使用引用更为高效，否则还要拷贝构造 */
Complex operator+ (const Complex& c1, const Complex& c2 )
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
int main()
{
Complex c1 = {1,2};
Complex c2 = {1,3};
/* 等价于 Complex c3 = operator+(c1, c2);*/
/* 本质就是函数调用 */
Complex c3 = c1 + c2;
cout<<"c3.a = "<<c3.a<<endl;
cout<<"c3.b = "<<c3.b<<endl;
return 0;
}
2.3 用operator关键字扩展的操作符可以用于类吗？
2.3.1 a,b属于类的私有数据，无法直接进行访问
Complex operator+ (const Complex& c1, const Complex& c2 )
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
2.3.2 C++中的友元
private声明使得类的成员不能被外界访问，但是通过friend关键字可以例外的开放权限
Source Example 2.3.2
#include <iostream>
using namespace std;
class Complex {
int a;
int b;
public:
Complex(int a = 0, int b = 0)
{
this->a = a;
this->b = b;
}
int GetA()
{
return a;
}
int GetB()
{
return b;
}
friend Complex operator+ (const Complex& c1, const Complex& c2 );
};
Complex operator+ (const Complex& c1, const Complex& c2 )
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
int main()
{
Complex c1(1,2);
Complex c2(1,3);
Complex c3 = c1 + c2;
/* 输出结果为c3.a = 2 */
/* 输出结果为c3.b = 5 */
cout<<"c3.a = "<<c3.GetA()<<endl;
cout<<"c3.b = "<<c3.GetB()<<endl;
return 0;
}
2.4 重载左移运算符
为了实现输出
cout<<c1<<endl;
cout<<c2<<endl;
cout<<c3<<endl;
我们要自己实现左移操作符，让左移操作符识别Complex;
Source Example 2.4:
#include <iostream>
using namespace std;
class Complex {
int a;
int b;
public:
Complex(int a = 0, int b = 0)
{
this->a = a;
this->b = b;
}
int GetA()
{
return a;
}
int GetB()
{
return b;
}
/* 开放对下面两个函数的权限 */
friend ostream& operator<< (ostream& out, const Complex& c);
friend Complex operator+ (const Complex& c1, const Complex& c2 );
};
ostream& operator<< (ostream& out, const Complex& c)
{
out<<c.a<<" + "<<c.b<<"i";
/* 必须返回out，如果不返回无法进行链式输出(cout<<c1<<endl)
* cout<<c1 <==> operator<<(cout, c1);
* 显然如果不返回无法进行链式输出
* (cout<<c1<<endl) <==> operator<<(perator(cout, c1), endl)
*/
return out;
}
Complex operator+ (const Complex& c1, const Complex& c2 )
{
Complex ret;
ret.a = c1.a + c2.a;
ret.b = c1.b + c2.b;
return ret;
}
int main()
{
Complex c1(1,2);
Complex c2(1,3);
Complex c3 = c1 + c2;
cout<<c1<<endl;
cout<<c2<<endl;
cout<<c3<<endl;
return 0;
}
输出结果如下：
