C语言实例教程(PDF格式)-第10部分

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算，如前一节中的例子，对于类matrix的实例对象，我们希望使　

用下面的这些表达式来直观的进行矩阵的运算：　　



A＋B＋C；　　



A*B*C；　　



A…B*C；　　



而不是去调用相应的函数。再比如对于字符串a和字符串b，我们　

希望使用表达式a＋b来进行字符串的连接，就象在Visual　Basic和　

Delphi中那样，而不是使用C语言的标准库函数strcat　（尽管我们　

所重载的运算符函数内部仍可能是使用strcat来实现的），因为前　

一种方法很显然要直观得多。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2。3　允许重载的运算符　　



　　　　　　　　　　　　运算　　　　名称　　　　　　　　　　　　　　类型　　

　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　　　　　　　　　；　　　　逗号运算符　　　　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　　　　　　　　　！　　　　逻辑否（NOT）运算符　　　　　　一元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　　　　　　　　　！=　　　　不等于运算符　　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　　　　　　　　　％　　　　　取模运算符　　　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　　　　　　　　　％　　　　　取模/赋值运算符　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　　　　　　　　　&　　　　　按位和　（AND）运算符　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　


…………………………………………………………Page　77……………………………………………………………

&　　　　　取地址运算符　　　　　　　　　　　一元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



&&　　　　逻辑和　（AND）运算符　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



&=　　　　按位和/赋值运算符　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



（）　　　　函数调用运算符　　　　　　　　　　–　　



*　　　　　乘法运算符　　　　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



*　　　　　指针间接引用运算符　　　　　　　　一元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



*=　　　　乘法/赋值运算符　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



＋　　　　　加法运算符　　　　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



＋＋　　　　递增运算符　（注）　　　　　　　　一元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



＋=　　　　加法/赋值运算符　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　减法运算符　　　　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　一元负号　　　　　　　　　　　　　一元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



…　　　递减运算符　（注）　　　　　　　　一元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



…=　　　　减法/赋值运算符　　　　　　　　　二元运算　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　续表2。3　



运算　　　名称　　　　　　　　　　　　　　类型　　

符　　



…》　　　成员选择运算符　　　　　　　　　二元运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符　　



…》*　　　指针成员选择运算符　　　　　　二元运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符　　


…………………………………………………………Page　78……………………………………………………………

/　　　　除法运算符　　　　　　　　　　二元运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符　　



/=　　　除法/赋值运算符　　　　　　　二元运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符　　



《　　　小于运算符　　　　　　　　　　　二元运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符　　



　　右移运算符　　　　　　　　　　　二元运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符　　



》》=　　　右移/赋值运算符　　　　　　二元运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符　　



＇＇　　数据下标运算符　　　　　　　　　　–　　



^　　　异或（Exclusive　OR）运　二元运　

　　　　算符　　　　　　　　　　　　　　算符　　



^=　　异或（Exclusive　　OR）/　二元运　

　　　　赋值运算符　　　　　　　　　　　算符　　



｜　　　按位或　（Inclusive　OR）　二元运　

　　　　运算符　　　　　　　　　　　　　算符　　



｜=　　按位或　（Inclusive　　二元运　　　　预　

　　　　OR）/赋值运算符　　　　　　　算　　　　　　处　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　理　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　符　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　号　　


…………………………………………………………Page　79……………………………………………………………

运算符的重载是通过对运算符函数的重载来实现的，对于每一个　

运算符@，在C＋＋中都对应于一个运算符函数operator@，其中的符　

号　“@”表示表2。3中所列出的运算符，例如运算符　“＋”所对应的　

运算符函数为operator＋，而数组下标运算符　“＇＇”所对应的运算　

符为operator＇＇。运算符函数的一般原型为：　　



type　operator@（arglist）；　　



其中type为运算结果的类型，arglist为操作数列表。大多数情况　

下，运算符函数可以重载为类的成员函数，也可以重载为全局函　

数。在两种不同情况，同一运算符的重载形式所对应的参数表略　

有差别。以前面的类matrix的加法运算符为例，我们将加法运算　

符函数重载为全局函数，并把它作为类matrix的友元，以便它可　

以直接的访问类matrix的受保护成员，其定义如下：　　



matrix　operator＋（matrix&　A；matrix&　B）；　　



上面的运算将类matrix的实例对象A和B进行相加，然后返回一个　

类型为matrix的运算结果。　　



如果上面的运算符函数被重载为类的成员函数，那么它的定义应　

该是这样的：　　



matrix　matrix：：operator＋（matrix&　B）；　　



其中参数B代表　“＋”右边的操作数，而　“＋”左边的操作数总是重　

载该运算符函数的类的一个实例对象或其引用，在成员函数　

operator＋的内部，通过隐含的this指针来对它进行引用。考虑下　

面的表达式　　



C=A＋B；　　



如果运算符函数operator＋被重载为友元全局函数　　



matrix　operator＋（matrix&　A；　matrix&　B）；　　



则上面的表达式被编译器解释为　　



C=operator＋（A；　B）；　　



如果operator＋被重载为类matrix的成员函数　　



matrix　matrix：：operator＋（matrix&　B）；　　



则该表达式被解释为　　


…………………………………………………………Page　80……………………………………………………………

C=A。operator＋（B）；　　



初看起来，无论把操作符operator＋重载为友元全局函数还是成员　

函数，都可以实现同样的功能。的确，在很多情况下是这样的，　

但是有些情况下，我们只能选择其中之一。考虑矩阵的数乘运　

算，我们可能希望使用下面的表达式　　



B=3*A；　　



从数学意义上说，上面的表达式将3乘以A中的每一个元素，然后　

将结果赋值给B。假设operator*的定义如下：　　



matrix　matrix：：operator*（matrix&　A）；　　



即是说我们将operator*函数定义为类的成员函数，这时，编译器　

如何解释上面的代码呢？下面的解释方法是行不通的：　　



B=3。operator*（A）；　　



因为3不是类matrix的一个实例对象，而且，编译器在这种情况下　

并不会对左边的操作数作任何类型转换，也就是说，即使你为类　

matrix定义了一个构造函数　　



matrix：：matrix（int）；　　



编译器仍然不会将前面的表达式解释为　　



B=matrix（3）。operator*（A）；　　



因此，将运算符函数定义为类的成员函数是不可能实现我们的要　

求的，这时，我们需要将函数operator*定义为全局函数，并且，　

将它作为类matrix的友元，如下所示：　　



matrix　operator*（int　k；　matrix&　A）；　　



这时，编译器将前面的表达式解释为　　



B=operator*（3；　A）；　　



由于存在合适的函数原型，因此编译器将调用上面所定义的函数　

operator*来进行运算，并将结果赋予B。　　



上面的叙述容易给人一种感觉，即是说将运算符函数定义为友元　

函数要比将它们定义为类的成员函数好得多。事实上很多情况下　

也是这样，然而，并不是所有的函数都能够被定义为友元函数，　


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以下的函数只能被定义为类的成员函数：　　



operator=　　



operator（）　　



operator＇＇　　



operator…》　　



　　°　注意：　　



　　°　函数operator=只能定义为类的成员函数，但是其它的二元重　

　　　合赋值运算符，如？？　、？？　、？？和？？等却不受此限，请看下面的　

　　　代码　：　　



　　　两个函数中C＋＋中是不同的重载形式。　　



　　　由编译器自动生成的运算符函数operator所进行的默认操作　

　　　是将两个对象中的数据进行按成员拷贝，有一点需要强调的　

　　　是，对于其中的指针成员，拷贝的是指针本身，而不是指针　

　　　所指向的内容。如果在类中使用了指针成员，这是一个必须　

　　　注意的问题，一般来说，在这种情况下，我们必须提供自定　

　　　义的拷贝构造函数和以type&为参数的赋值运算符重载函数，　

　　　否则很容易引起指针挂起的问题。　　



　　　表2。5总结了不同运算符的重载方法。比较特殊的是递增运算　

　　　符＋　＋　　和递减运算符　，特殊的原因是它们有两种不同的　

　　　形式，即前缀形式和后缀形式。如果区别运算符　“＋＋”和　“　

　　　　　”的两种不同形式呢？我们为此作如下的约定，对于前缀　

　　　形式的递增/递减运算符，以和一般的一元运算符同样的方式　

　　　将它们重载为　　



　　　type&　type：：operator＋＋（）　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　表2。5　不同运算符的重载方法小结　　



　　　　　　运算符　　　　　　　以友元函数方式进　　　　　以成员函数方式进行重载　　

　　　　　　　　　　　　　　　　行重载　　



　　　　　　一元运算符@　　　　type　　operator@　type　operator@（）　　

　　　　　　　　　　　　　　　　（arg）　　

　　　　　　（不包括递增运　　　　　　　　　　　　　　　　表达式A@或@A等价于　


…………………………………………………………Page　82……………………………………………………………

算符＋＋和递减　　　　　　表达式A@或@A等价　　　　　　A。operator@（）　　

运算符？？）　　　　　　　于operator@（A）　　



二元运算符@　　　　　　　type　　　operator@　type　operator@（arg）　　

　　　　　　　　　　　　　（arg1；　arg2）　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表达式A@B等价于A。operator@　

　　　　　　　　　　　　　表达式A@B等价于　　　　　　　（B）　　

　　　　　　　　　　　　　operator@（A；　B）　　



赋值运算符=　　　　　　　–　　　　　　　　　　　　　　　type&　operator=（arg）　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表达式A=B等价于A。operator=　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（B）　　



函数调用运算　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　type　operator（）（arg；　。。。）　　

　　　　　　　　　　　　　　　

符　（）　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表达式A（arg；　　　　　　。。。）等价于　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A。operator（）（arg；　。。。）　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　注意：　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1。　　函数调用运算符被当作一个　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二元运算符，然而函数调用运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符函数的参数表却可以拥有　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　多个参数。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2。　　函数调用运算符作用于一个　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　类的实例对象，而不是一个函　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　数名。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　关于函数调用运算符可以参见　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　前面的类matrix的实现。假设A　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　是类matrix的一个实例对象，　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　则表达式A（1；2）返回矩阵A中第　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一行第二列的元素。　　



下标运算符＇＇　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　type　operator＇＇（arg）　　

　　　　　　　　　　　　　　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表达式A＇arg＇等价于　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A。operator＇＇（arg）　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　注意：　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　除了可以为整数以外，下标运　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算符函数的参数arg还可以为任　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　何类型，比如，你可以创建一　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　个以字符串为下标的数据列　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表。　　



成员函数运算　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　type　operator…》（arg）　　

　　　　　　　　　　　　　　　

符…》　　


…………………………………………………………Page　83……………………………………………………………

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表达式A…》arg等价于　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A。operator…》（arg）　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　注意：　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　可以重载成员选择运算符　“

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　》”，但不可以重载另一个成员　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　选择运算符　“。”。　　



type&　operator＋＋（type&）　　



或　　



type　type：：operator…（）　　



type　operator…（type&）　　



要注意的是，如果使用将operator＋＋和operator……重载为全　

局友元函数，则参数要使用引用类型，这是因为一般来说，　

运算符　“＋＋”和　“”都需要修改操作符本身。　　



对于后缀形式的递增/递减运算符，我们约定使用下面的方式　

来进行重载：　　



type&　type：：operator＋＋（int）　　



type&　operator＋＋（type&；　int）　　



或　　



type　type：：operator…（int）　　



type　operator…（type&；　int）　　



也