在c++中要想實現(xiàn)這樣的運算就必須自定義
運算符重載函數(shù)，讓它來完整具體工作。
在這里要提醒讀者的是，自定義類的運算符重載函數(shù)也是函數(shù)，你重載的一切運算符不會因為是你自己定義的就改變其運算的優(yōu)先級，自定義運算符的運算優(yōu)先級同樣遵循與內(nèi)部運算符一樣的順序。
除此之外，c++也規(guī)定了一些運算符不能夠自定義重載，例如.、::、.*、.->、?:。
下面我們來學(xué)習(xí)如何重載運算符，運算符重載函數(shù)的形式是：
返回類型 operator 運算符符號 (參數(shù)說明)
{
//函數(shù)體的內(nèi)部實現(xiàn)
}
運算符重載函數(shù)的使用主要分為兩種形式，一種是作為類的友元函數(shù)進(jìn)行使用，另一種則是作為類的成員函數(shù)進(jìn)行使用。
下面我們先看一下作為類的友元函數(shù)使用的例子：
//程序作者:管寧
//站點:www.cndev-lab.com
//所有稿件均有版權(quán),如要轉(zhuǎn)載,請務(wù)必著名出處和作者
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test(int a = 0)
{
Test::a = a;
}
friend Test operator +(Test&,Test&);
friend Test& operator ++(Test&);
public:
int a;
};
Test operator +(Test& temp1,Test& temp2)//+運算符重載函數(shù)
{
//cout<<temp1.a<<"|"<<temp2.a<<endl;//在這里可以觀察傳遞過來的引用對象的成員分量
Test result(temp1.a+temp2.a);
return result;
}
Test& operator ++(Test& temp)//++運算符重載函數(shù)
{
temp.a++;
return temp;
}
int main()
{
Test a(100);
Test c=a+a;
cout<<c.a<<endl;
c++;
cout<<c.a<<endl;
system("pause");
}
在例子中，我們對于自定義類Test來說，重載了加運算符與自動遞增運算符，重載的運算符完成了同類型對象的加運算和遞增運算過程。
重載運算符函數(shù)返回類型和形式參數(shù)也是根據(jù)需要量進(jìn)行調(diào)整的，下面我們來看一下修改后的加運算符重載函數(shù)。
代碼如下：
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#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test(int a = 0)
{
Test::a = a;
}
friend Test operator +(Test&,const int&);
public:
int a;
};
Test operator +(Test& temp1,const int& temp2)//+運算符重載函數(shù)
{
Test result(temp1.a * temp2);
return result;
}
int main()
{
Test a(100);
Test c = a + 10;
cout<<c.a<<endl;
system("pause");
}
上面修改后的例子中，我們讓重載后的加運算符做的事情，事實上并不是同類型對象的加運算，而是自定義類對象與內(nèi)置int常量對象的乘法運算。
值得注意的是，對于運算符重載來說，我們并不一定要用它一定要做同類型對象的加法或者是其它運算，運算符重載函數(shù)本身就是函數(shù)，那么在函數(shù)體內(nèi)部我們是可以做任何事情的，但是從不違背常規(guī)思維的角度來說，我們沒有必要讓重載加運算的函數(shù)來做與其重載的符號意義上完全不相符的工作，所以在使用重載運算符脫離原意之前，必須保證有足夠的理由。
下面我們討論一下作為類成員函數(shù)的運算符重載函數(shù)的使用，及其函數(shù)的值返回與引用返回的差別。
下面我們先看實例，而后逐步分析。
代碼如下(重要部分做了詳細(xì)的注解)：
//程序作者:管寧
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#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test(int a = 0)
{
Test::a = a;
}
Test(Test &temp)
//運算符重載函數(shù)為值返回的時候會產(chǎn)生臨時變量，臨時變量與局部變量result的復(fù)制會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)，臨時變量的生命周期是在拷貝構(gòu)造函數(shù)運行完成后才結(jié)束，但如果運算符重載函數(shù)返回的是引用，那么不會產(chǎn)生臨時變量，而局部變量result的生命周期在運算符重載函數(shù)退出后立即消失，它的生命周期要比臨時變量短，所以當(dāng)外部對象獲取返回值的內(nèi)存地址所存儲的值的時候，獲得是一個已經(jīng)失去效果的內(nèi)存地址中的值，在這里的值返回與引用返回的對比，證明了臨時變量的生命周期比局部變量的生命周期稍長。
{
cout<<"載入拷貝構(gòu)造函數(shù)"<<"|"<<temp.a<<endl;//注意這里，如果修改運算符重載函數(shù)為返回引用，這里就會出現(xiàn)異常，temp.a將獲得一個隨機值。
Test::a = temp.a;
}
~Test()//在mian()內(nèi)析構(gòu)的過程是result局部變量產(chǎn)生的
{
cout<<"載入析構(gòu)函數(shù)!"<<endl;
cin.get();
}
Test operator +(Test& temp2)//+運算符重載函數(shù)
{
//cout<<this->a<<endl;
Test result(this->a+temp2.a);
return result;
}
Test& operator ++()//++運算符重載函數(shù)
//遞增運算符是單目運算符，使用返回引用的運算符重載函數(shù)道理就在于它需要改變自身。
//在前面我們學(xué)習(xí)引用的單元中我們知道，返回引用的函數(shù)是可以作為左值參與運算的，這一點也符合單目運算符的特點。
//如果把該函數(shù)改成返回值，而不是返回引用的話就破壞了單目預(yù)算改變自身的特點，程序中的++(++c)運算結(jié)束后輸出c.a，會發(fā)現(xiàn)對象c只做了一次遞增運算，原因在于，當(dāng)函數(shù)是值返回狀態(tài)的時候括號內(nèi)的++c返回的不是c本身而是臨時變量，用臨時變量參與括號外的++運算，當(dāng)然c的值也就只改變了一次。
{
this->a++;
return *this;
}
public:
int a;
};
int main()
{
Test a(100);
Test c=a+a;
cout<<c.a<<endl;
c++;
cout<<c.a<<endl;
++c;
cout<<c.a<<endl;
++(++c);
cout<<c.a<<endl;
system("pause");
}
上例中運算符重載函數(shù)以類的成員函數(shù)方式出現(xiàn)，細(xì)心的讀者會發(fā)現(xiàn)加運算和遞增運算重載函數(shù)少了一個參數(shù)，這是為什么呢？
因為當(dāng)運算符重載函數(shù)以類成員函數(shù)身份出現(xiàn)的時候，C++會隱藏第一個參數(shù)，轉(zhuǎn)而取代的是一個this指針。
接下來我們具體分析一下運算符重載函數(shù)的值返回與引用返回的差別。
當(dāng)我們把代碼中的加運算重載函數(shù)修改成返回引用的時候：
Test& operator +(Test& temp2)//+運算符重載函數(shù)
{
Test result(this->a+temp2.a);
return result;
}
執(zhí)行運算符重載函數(shù)返回引用將不產(chǎn)生臨時變量，外部的Test c=a+a; 將獲得一個局部的，棧空間內(nèi)存地址位置上的值，而?？臻g的特性告訴我們，當(dāng)函數(shù)退出的時候函數(shù)體中局部對象的生命周期隨之結(jié)束，所以保存在該地址中的數(shù)據(jù)也將消失，當(dāng)c對象去獲取存儲在這個地址中的值的時候，里面的數(shù)據(jù)已經(jīng)不存在，導(dǎo)致c獲得的是一個隨機值，所以作為雙目運算的加運算符重載函數(shù)是不益采用返回引用方式編寫的，當(dāng)然如果一定要返回引用，我們可以在堆內(nèi)存中動態(tài)開辟空間存儲數(shù)據(jù)，但是這么做會導(dǎo)致額外的系統(tǒng)開銷，同時也會讓程序更難讀懂。
對于遞增運算符來說，它的意義在于能夠改變自身，返回引用的函數(shù)是可以作為左值參與運算的，所以作為單目運算符，重載它的函數(shù)采用返回引用的方式編寫是最合適的。
如果我們修改遞增運算符重載函數(shù)為值返回狀態(tài)的時候，又會出現(xiàn)什么奇怪的現(xiàn)象呢？
代碼如下：
Test operator ++()
{
return this->a++;
}
表面上是發(fā)現(xiàn)不出什么特別明顯的問題的，但是在main()函數(shù)中++(++c);的執(zhí)行結(jié)果卻出乎意料，理論上應(yīng)該是204的值，卻只是203，這是為什么呢？
因為當(dāng)函數(shù)是值返回狀態(tài)的時候括號內(nèi)的++c返回的不是c本身而是臨時變量，用臨時變量參與括號外的++運算，當(dāng)然c的值也就只改變了一次。結(jié)果為203而不是204。
對于運算符重載函數(shù)來說，最后我們還要注意一個問題，當(dāng)運算符重載函數(shù)的形式參數(shù)類型全部為內(nèi)部類型的時候，將不能重載。
