第四章運(yùn)算符重載第一頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.1什么是運(yùn)算符重載 C++為程序員提供了靈活的手段，讓程序員自己定義類，自己設(shè)計(jì)相應(yīng)的運(yùn)算符（必須在已有的運(yùn)算符基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)），使之應(yīng)用于自己定義的類。與函數(shù)重載類似，對(duì)已有的運(yùn)算符賦予新的含義，用一個(gè)運(yùn)算符表示不同功能的運(yùn)算，這就是運(yùn)算符重載。 實(shí)際上，我們?cè)诖酥耙呀?jīng)使用了運(yùn)算符重載。如<<是C++的移位運(yùn)算符，它又與流對(duì)象cout配合作為流插入運(yùn)算符，這是C++對(duì)<<進(jìn)行了重載處理。第二頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日運(yùn)算符重載的實(shí)質(zhì)運(yùn)算符重載是對(duì)已有的運(yùn)算符賦予多重含義。必要性C++中預(yù)定義的運(yùn)算符其運(yùn)算對(duì)象只能是基本數(shù)據(jù)類型，而不適用于用戶自定義類型（如類）實(shí)現(xiàn)機(jī)制將指定的運(yùn)算表達(dá)式轉(zhuǎn)化為對(duì)運(yùn)算符函數(shù)的調(diào)用，運(yùn)算對(duì)象轉(zhuǎn)化為運(yùn)算符函數(shù)的實(shí)參。編譯系統(tǒng)對(duì)重載運(yùn)算符的選擇，遵循函數(shù)重載的選擇原則。第三頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 例4.1通過(guò)成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)的加法。 classComplex {private: doublereal; doubleimag;public:

Complex(){real=0;imag=0;} Complex(doubler,doublei){real=r;imag=i;}

Complexcomplex_add(Complex&c2); voiddisplay(); };第四頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日

ComplexComplex::complex_add(Complex&c2) {Complexc; c.real=real+c2.real;c.imag=imag+c2.image;returnc;}

voidComplex::display() {cout<<"("<<real<<","<<imag<<"i)"<<endl;} intmain() {Complexc1(3,4),c2(5,-10),c3;

c3=plex_add(c2); cout<<"c1=";c1.display(); cout<<"c2=";c2.display(); cout<<"c1+c2=";c3.display(); return0; }第五頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 在Complex類中定義了complex_add函數(shù)做加法，函數(shù)的參數(shù)是引用對(duì)象，作為一個(gè)加數(shù)。在函數(shù)里定義了臨時(shí)對(duì)象c，兩個(gè)賦值語(yǔ)句相當(dāng)于：c.real=this->real+c2.real;c.imag=this->imag+c2.imag; 在main函數(shù)中通過(guò)對(duì)象c1調(diào)用加法函數(shù)，上面的語(yǔ)句相當(dāng)于： c.real=c1.real+c2.real;c.imag=c1.imag+c2.imag; 能否用+運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)加法？第六頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.2運(yùn)算符重載的方法 運(yùn)算符重載的方法是定義一個(gè)重載運(yùn)算符函數(shù)，在需要時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用該函數(shù)，完成相應(yīng)的運(yùn)算。運(yùn)算符重載實(shí)質(zhì)上是函數(shù)的重載。運(yùn)算符重載函數(shù)的格式是：

數(shù)據(jù)類型operator運(yùn)算符(形參表) {重載處理} 數(shù)據(jù)類型：是重載函數(shù)值的數(shù)據(jù)類型。 operator是保留字 第七頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日規(guī)則和限制C++中可以重載除下列運(yùn)算符外的所有運(yùn)算符：

..*::?:sizeof()只能重載C++語(yǔ)言中已有的運(yùn)算符，不可臆造新的。不改變?cè)\(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。不能改變操作數(shù)個(gè)數(shù)。經(jīng)重載的運(yùn)算符，其操作數(shù)中至少應(yīng)該有一個(gè)是自定義類型。第八頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日兩種形式重載為類成員函數(shù)。重載為友元函數(shù)。第九頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日運(yùn)算符函數(shù)聲明形式函數(shù)類型operator運(yùn)算符（形參）{......}重載為類成員函數(shù)時(shí)

參數(shù)個(gè)數(shù)=原操作數(shù)個(gè)數(shù)-1 （后置++、--除外）重載為友元函數(shù)時(shí)參數(shù)個(gè)數(shù)=原操作數(shù)個(gè)數(shù)，且至少應(yīng)該有一個(gè)自定義類型的形參。第十頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 不能重載的運(yùn)算符只有5個(gè)：

.成員運(yùn)算符

.*成員指針運(yùn)算符

::域運(yùn)算符 sizeof長(zhǎng)度運(yùn)算符

?:條件運(yùn)算符 重載函數(shù)名是由operator和運(yùn)算符聯(lián)合組成。 復(fù)數(shù)加法運(yùn)算符重載函數(shù)原型可以是：Complexoperator+(Complex&c2); 例4.2重載運(yùn)算符+，用于兩個(gè)復(fù)數(shù)相加。第十一頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 分析：定義一個(gè)復(fù)數(shù)類，用成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)加號(hào)的重載函數(shù)。兩個(gè)復(fù)數(shù)相加結(jié)果仍是復(fù)數(shù)，所以函數(shù)的返回值的類型也是復(fù)數(shù)類。用成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算符重載函數(shù)時(shí)，調(diào)用格式是“對(duì)象名.成員名”，此時(shí)對(duì)象就是一個(gè)參與運(yùn)算的操作數(shù)，加法還需要另一個(gè)操作數(shù)，這個(gè)操作數(shù)用函數(shù)的參數(shù)傳遞，參數(shù)的類型就是復(fù)數(shù)類。而運(yùn)算結(jié)果用函數(shù)值返回。第十二頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 classComplex {public: Complex(){real=0;imag=0;} Complex(doubler,doublei){real=r;imag=i;}

Complexoperator+(Complex&c2); voiddisplay(); private: doublereal; doubleimag; };第十三頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日

ComplexComplex::operator+(Complex&c2) { Complexc; c.real=real+c2.real; c.imag=imag+c2.imag; returnc; }

voidComplex::display() { cout<<"("<<real<<","<<imag<<"i)"<<endl;}第十四頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 intmain() {Complexc1(3,4),c2(5,-10),c3;

c3=c1+c2; cout<<"c1=";c1.display(); cout<<"c2=";c2.display(); cout<<"c1+c2=";c3.display(); return0; }第十五頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 說(shuō)明： （1）用運(yùn)算符重載函數(shù)取代了例4.1中的加法成員函數(shù)，從外觀上看函數(shù)體和函數(shù)返回值都是相同的。 （2）在主函數(shù)中的表達(dá)式c3=c2+c1取代了例4.1中的c3=plex_add(c2)，編譯系統(tǒng)將表達(dá)式c3=c1+c2解釋為

c1.operator+(c2) 對(duì)象c1調(diào)用的重載函數(shù)operator+，以c2為實(shí)參計(jì)算兩個(gè)復(fù)數(shù)之和。第十六頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 請(qǐng)考慮在例4.2中能否用一個(gè)常量和一個(gè)復(fù)數(shù)相加？如 c3=3+c2;//錯(cuò)誤 應(yīng)該定義對(duì)象：ComplexC1(3.0,0)： c3=C1+c2; 注意：運(yùn)算符重載后，其原來(lái)的功能仍然保留，編譯系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)算表達(dá)式的上下文決定是否調(diào)用運(yùn)算符重載函數(shù)。 運(yùn)算符重載和類結(jié)合起來(lái)，可以在C++中定義使用方便的新數(shù)據(jù)類型。第十七頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.3重載運(yùn)算符的規(guī)則 （1）C++只允許已有的部分運(yùn)算符實(shí)施重載。 （2）不能重載的運(yùn)算符有五個(gè)。 （3）重載不改變操作數(shù)的個(gè)數(shù)。 （4）重載不改變運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)。 （5）運(yùn)算符重載函數(shù)不能帶默認(rèn)值參數(shù)。 （6）運(yùn)算符重載函數(shù)必須與自定義類型的對(duì)象聯(lián)合使用，其參數(shù)至少有一個(gè)類對(duì)象或類對(duì)象引用。 （7）C++默認(rèn)提供=和&運(yùn)算符重載。第十八頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日（8）運(yùn)算符重載函數(shù)可以是類成員函數(shù)也可以是類的友元函數(shù)，還可以是普通函數(shù)。（9）C++規(guī)定賦值運(yùn)算符、下標(biāo)運(yùn)算符、函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符必須定義為類的成員函數(shù)；而輸出流插入、輸入流提取、類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符不能定義為類的成員函數(shù)。第十九頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.4運(yùn)算符重載函數(shù)作為類成員函數(shù)和友元函數(shù) 在例4.2程序中對(duì)運(yùn)算符+進(jìn)行了重載，該例將運(yùn)算符重載函數(shù)定義為復(fù)數(shù)類的成員函數(shù)。 從該程序中看到運(yùn)算符重載為成員函數(shù)時(shí)，帶一個(gè)類類型的形參，而另一個(gè)加數(shù)就是對(duì)象自己。 例4.3將加法運(yùn)算符重載為適用于復(fù)數(shù)加法，重載函數(shù)作為類的友元函數(shù)。第二十頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日#include<iostream.h>

classComplex {public:

Complex(){real=0;imag=0;}

Complex(doubler){real=r;imag=0;}

Complex

(doubler,doublei){real=r;imag=i;}

friendComplexoperator+(Complex&c1,Complex&c2); voiddisplay(); private: doublereal; doubleimag; };第二十一頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日

Complexoperator+(Complex&c1,Complex&c2) {returnComplex(c1.real+c2.real,c1.imag+c2.imag);}

//顯式調(diào)用構(gòu)造函數(shù)

voidComplex::display() {cout<<"("<<real<<","<<imag<<"i)"<<endl;}第二十二頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 intmain() {Complexc1(3,4),c2(5,-10),c3; c3=c1+c2; cout<<"c1=";c1.display(); cout<<"c2=";c2.display(); cout<<"c1+c2=";c3.display(); return0; }第二十三頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 加法運(yùn)算符重載為友元函數(shù)，C++在編譯時(shí)將表達(dá)式c1+c2解釋為 operator+(c1,c2) 即相當(dāng)于執(zhí)行以下函數(shù) Complexoperator+(Complex&c1,Complex&c2) {returnComplex(c1.real+c2.real,c1.imag+c2.imag); }

因?yàn)槠胀ê瘮?shù)是不能直接訪問(wèn)對(duì)象的私有成員，如果普通函數(shù)必須訪問(wèn)對(duì)象的私有成員，可調(diào)用類的公有成員函數(shù)訪問(wèn)對(duì)象的私有成員。這會(huì)降低效率。第二十四頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日書上的錯(cuò)誤 如想將一個(gè)復(fù)數(shù)和一個(gè)整數(shù)相加，運(yùn)算符重載函數(shù)作為成員函數(shù)定義如下： ComplexComplex::operator+(int&i) {returnComplex(real+i,imag); } 注意在運(yùn)算符+的左側(cè)必須是Complex類對(duì)象，程序中可以寫成： c3=c2+n 不能寫成： c3=n+c2第二十五頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日書上的錯(cuò)誤 如果要求在使用重載運(yùn)算符時(shí)，運(yùn)算符左側(cè)操作數(shù)不是對(duì)象，就不能使用前面定義的運(yùn)算符重載函數(shù)，可以將運(yùn)算符重載函數(shù)定義為友元函數(shù)： friendComplexoperator+(int&i,Complex&c) {returnComplex(c.real+i,c.imag); } 友元函數(shù)不要求第一個(gè)參數(shù)必須是類類型，但是要求實(shí)參要與形參一一對(duì)應(yīng)： c3=n+c2//順序正確 c3=c2+n//順序錯(cuò)誤第二十六頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 為了實(shí)現(xiàn)加法的交換率，必須定義兩個(gè)運(yùn)算符重載函數(shù)，記住成員函數(shù)要求運(yùn)算符左側(cè)的操作數(shù)必須是自定義類型的對(duì)象，而友元函數(shù)沒有這個(gè)限制，可以用下面兩個(gè)組合中任意一個(gè)： （1）成員函數(shù)（左操作數(shù)是對(duì)象，右操作數(shù)是非對(duì)象）、友元函數(shù)（左操作數(shù)是非對(duì)象，右操作數(shù)是對(duì)象） （2）友元函數(shù)（左操作數(shù)是對(duì)象，右操作數(shù)是非對(duì)象）、友元函數(shù)（左操作數(shù)是非對(duì)象，右操作數(shù)是對(duì)象）第二十七頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 由于使用友元會(huì)破壞類的封裝，要盡量將運(yùn)算符重載函數(shù)定義為成員函數(shù)。但考慮到各方面的因素，一般將單目運(yùn)算符重載為成員函數(shù)，將雙目運(yùn)算符重載為友元函數(shù)。

VC++6.0的不帶后綴h的頭文件不支持把成員函數(shù)重載為友元函數(shù)。但VC++6.0帶后綴h的頭文件支持這項(xiàng)功能，所以要將程序中的語(yǔ)句： #include<iostream> usingnamespacestd; 改成： #include<iostream.h>

即可正常運(yùn)行。第二十八頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.5重載雙目運(yùn)算符雙目的意思是運(yùn)算符左邊和右邊的操作數(shù)均參加運(yùn)算。如果要重載B為類成員函數(shù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)表達(dá)式oprd1Boprd2，其中

oprd1為A類對(duì)象，則B應(yīng)被重載為A類的成員函數(shù)，形參類型應(yīng)該是oprd2所屬的類型。經(jīng)重載后，表達(dá)式

oprd1Boprd2相當(dāng)于oprd1.operatorB(oprd2)。第二十九頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日例4.4定義一個(gè)字符串類String，用來(lái)處理不定長(zhǎng)的字符串，重載相等、大于、小于關(guān)系運(yùn)算符，用于兩個(gè)字符串的等于、大于、小于的比較運(yùn)算。操作數(shù):兩個(gè)操作數(shù)都是字符串類的對(duì)象。規(guī)則:兩個(gè)字符串進(jìn)行比較。將“<”、“=”、“>”運(yùn)算重載為字符串類的成員函數(shù)。第三十頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 （1）先建立一個(gè)String類 #include<iostream.h> #include<string.h> classString//String是用戶自己指定的類名 {public: String(){p=NULL;} String(char*str); voiddisplay(); private: char*p; };第三十一頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 String::String(char*str) {p=str;} voidString::display() {cout<<p;} intmain() {Stringstring1("Hello"),string2("Book"); string1.display(); cout<<endl; string2.display(); return0; }第三十二頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 先編寫出簡(jiǎn)單的程序框架，編寫和調(diào)試都比較方便。構(gòu)造函數(shù)是把定義對(duì)象時(shí)的實(shí)參的地址賦予數(shù)據(jù)成員p，p是指向?qū)崊⒌闹羔?。程序?qū)崿F(xiàn)了建立對(duì)象、輸出字符串對(duì)象的功能。程序運(yùn)行結(jié)果分別輸出 Hello Book （2）有了這個(gè)基礎(chǔ)后，再增加所需的其他內(nèi)容，先重載大于運(yùn)算符。程序如下：第三十三頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 //本程序適用于VC++6.0 #include<iostream.h> #include<string.h> classString {public: String(){p=NULL;} String(char*str); voiddisplay();

friendbooloperator>(String&string1,String&string2);

private: char*p; }; String::String(char*str) {p=str;}第三十四頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 voidString::display() {cout<<p;}

booloperator>(String&string1,String&string2) {if(strcmp(string1.p,string2.p)>0) returntrue; elsereturnfalse; }

intmain() {Stringstring1("Hello"),string2("Book"); cout<<(string1>string2)<<endl; return0; }第三十五頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 運(yùn)算符重載函數(shù)定義為友元函數(shù)，函數(shù)值是布爾類型，在函數(shù)中調(diào)用了strcmp庫(kù)函數(shù)，string1.p指向“Hello”，string2.p指向“Book”，程序運(yùn)行結(jié)果是1。 （3）擴(kuò)展到對(duì)三個(gè)運(yùn)算符重載 在String類體中聲明三個(gè)重載函數(shù)是友元函數(shù)，并編寫相應(yīng)的函數(shù)。第三十六頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 //本程序適用于VC++6.0 #include<iostream.h> #include<string.h> classString {public: String(){p=NULL;} String(char*str);

friendbooloperator>(String&string1,String&string2); friendbooloperator<(String&string1,String&string2); friendbooloperator==(String&string1,String&string2); voiddisplay();

private: char*p; };第三十七頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 String::String(char*str) {p=str;} voidString::display() {cout<<p;} booloperator>(String&string1,String&string2) {if(strcmp(string1.p,string2.p)>0) returntrue; else returnfalse; }第三十八頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 booloperator<(String&string1,String&string2) {if(strcmp(string1.p,string2.p)<0) returntrue; else returnfalse; } booloperator==(String&string1,String&string2) {if(strcmp(string1.p,string2.p)==0) returntrue; else returnfalse; }第三十九頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 intmain() {Stringstring1("Hello"),string2("Book"),string3("Computer"); cout<<(string1>string2)<<endl; cout<<(string1<string3)<<endl; cout<<(string1==string2)<<endl; return0; } 運(yùn)行結(jié)果為 1 0 0第四十頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.6重載單目運(yùn)算符 單目運(yùn)行符只要一個(gè)操作數(shù)，由于只有一個(gè)操作數(shù)，重載函數(shù)最多只有一個(gè)參數(shù)，如果將運(yùn)算符重載函數(shù)定義為成員函數(shù)還可以不用參數(shù)。 下面以自增運(yùn)算符++為例，學(xué)習(xí)單目運(yùn)算符的重載函數(shù)的編寫方法。 例4.5有一個(gè)Time類，數(shù)據(jù)成員有時(shí)、分、秒。要求模擬秒表，每次走一秒，滿60秒進(jìn)位，秒又從零開始計(jì)數(shù)。滿60分進(jìn)位，分又從零開始計(jì)數(shù)。輸出時(shí)、分和秒的值。第四十一頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 #include<iostream> usingnamespacestd; classTime {public: Time(){hour=0;minute=0;sec=0;} Time(inth,intm,ints):hour(h),minute(m),sec(s){} Timeoperator++(); voiddisplay(){cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;} private: inthour; intminute; intsec; };第四十二頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日TimeTime::operator++() //前置單目運(yùn)算符重載函數(shù){ sec++; if(sec>=60) {sec=sec-60; minute++; if(minute>=60) { minute=minute-60; hour++; hour=hour%24; } }return*this;}43第四十三頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日intmain() {Timetime1(23,59,0); for(inti=0;i<61;i++) {++time1; time1.display();} return0; }第四十四頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 C++中除了有前++外，還有后++。同樣的運(yùn)算符由于操作數(shù)的位置不同，含義也不同。怎樣區(qū)分前++和后++？C++給了一個(gè)方法，在自增或自減運(yùn)算符重載函數(shù)中，增加一個(gè)int形參。程序員可以選擇帶int形參的函數(shù)做后++，也可以選擇不帶int形參的函數(shù)做前++。 例4.6在例4.5的基礎(chǔ)上增加后++運(yùn)算符重載函數(shù)。第四十五頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 #include<iostream> usingnamespacestd; classTime {public: Time(){hour=0;minute=0;sec=0;} Time(inth,intm,ints):hour(h),minute(m),sec(s){}

Timeoperator++();

Timeoperator++(int);voiddisplay(){cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;} private: inthour;intminute; intsec; };第四十六頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日TimeTime::operator++() //前置單目運(yùn)算符重載函數(shù){ sec++; if(sec>=60) {sec=sec-60; minute++; if(minute>=60) { minute=minute-60; hour++; hour=hour%24; } }return*this;}47第四十七頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 分析：后++運(yùn)算的含義是操作數(shù)先參加其他運(yùn)算后再自加。如 m=n++ 先將n的值賦予m，然后n再自加1。設(shè)計(jì)后++重載函數(shù)要遵循這個(gè)特性。 TimeTime::operator++(int) {Timetemp(*this);//保存修改前的對(duì)象做返回值 ++(*this); returntemp; }第四十八頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 intmain() {Timetime1(21,34,59),time2; cout<<"time1:"; time1.display(); ++time1; cout<<"++time1:"; time1.display(); time2=time1++; cout<<"time1++:"; time1.display(); cout<<"time2:"; time2.display(); return0; }程序運(yùn)行結(jié)果如下：Time1:21:34:59++Time1:21:35:0Time1++:21:35:1Time2:21:35:0第四十九頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.7重載流插入運(yùn)算符和流提取運(yùn)算符 cin和cout分別是istream類和ostream類的對(duì)象。C++已經(jīng)對(duì)>>和<<移位運(yùn)算符進(jìn)行了重載，使它們分別成為流提取運(yùn)算符和流插入運(yùn)算符。用來(lái)輸入或輸出C++的標(biāo)準(zhǔn)類型數(shù)據(jù)，所以要用#include<iostream>usingnamespacestd;把頭文件包含到程序中。 用戶自定義類型的數(shù)據(jù)不能直接用<<和>>輸出和輸入，如想用它們進(jìn)行輸入或輸出，程序員必須對(duì)它們重載。第五十頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 重載函數(shù)原型的格式如下： istream&operator>>(istream&,自定義類&); ostream&operator<<(ostream&,自定義類&); 從格式上看，>>重載函數(shù)和<<重載函數(shù)只能定義為友元函數(shù)，不能定義為成員函數(shù)，因?yàn)楹瘮?shù)有兩個(gè)形參，并且第一個(gè)形參不是自定義類型。第五十一頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.7.1重載流插入運(yùn)算符“<<” 例4.7在例4.2的基礎(chǔ)上用<<重載函數(shù)輸出復(fù)數(shù)。 分析：在類中聲明<<重載函數(shù)是友元函數(shù) friendostream&operator<<(ostream&,Complex&); 在類外定義友元函數(shù)： ostream&operator<<(ostream&output,Complex&c) {output<<"("<<c.real<<"+"<<c.imag<<"i)"<<endl; returnoutput; }第五十二頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日

//本程序適用于VC++6.0 #include<iostream.h> intmain() {Complexc1(2,4),c2(6,10),c3; c3=c1+c2; cout<<c3; return0; }第五十三頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 分析C++怎樣處理”cout<<c3;”語(yǔ)句 運(yùn)算符的左邊是ostream的對(duì)象cout，右邊是程序員自定義類complex的對(duì)象c3，語(yǔ)句符合運(yùn)算符重載友元函數(shù)operator<<的形參類型要求，系統(tǒng)調(diào)用友元函數(shù)，C++把這個(gè)語(yǔ)句解釋為： operator<<(cout,c3); 通過(guò)形參引用傳遞，函數(shù)中的output就是cout，函數(shù)中的c就是c3，函數(shù)就變成： { cout<<"("<<c3.real<<"+"<<c3.imag<<"i)"<<endl;returncout; }第五十四頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 returncout是將輸出流現(xiàn)狀返回。C++規(guī)定運(yùn)算符<<重載函數(shù)第一個(gè)參數(shù)和函數(shù)的類型必須是ostream類型的引用，目的是為了返回cout的當(dāng)前值，以便連續(xù)輸出。第五十五頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.7.2重載流提取運(yùn)算符“>>” 例4.8在例4.7的基礎(chǔ)上增加流提取運(yùn)算符>>重載函數(shù)，用cin>>輸入復(fù)數(shù)，用cout<<輸出復(fù)數(shù)。 在類中聲明友元函數(shù)： friendistream&operator>>(istream&,Complex&); 在類外定義函數(shù)： istream&operator>>(istream&input,Complex&c) {cout<<"請(qǐng)輸入復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部:"; input>>c.real>>c.imag; returninput; }第五十六頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 intmain() {Complexc1,c2;

cin>>c1>>c2; cout<<"c1="<<c1<<endl; cout<<"c2="<<c2<<endl; return0; }

運(yùn)算符>>重載函數(shù)中的形參input是istream類對(duì)象引用，在執(zhí)行cin>>c1時(shí)，調(diào)用operator>>函數(shù)，將cin引用傳遞給input，input是cin的別名，同樣c是c1的別名。因此，input>>c.real>>c.imag;相當(dāng)于cin>>c1.real>>c1.imag。函數(shù)返回cin的新值。使程序可以用重載函數(shù)連續(xù)從輸入流提取數(shù)據(jù)給complex類對(duì)象。第五十七頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 程序邏輯上是正確的，但還有缺陷，如果輸入的虛部是負(fù)數(shù)時(shí)，輸出的形式變成： c2=(4+-10i) 在負(fù)數(shù)前多個(gè)正號(hào)。可以對(duì)程序稍做修改：ostream&operator<<(ostream&output,Complex&c) {output<<"("<<c.real; if(c.imag>=0)output<<"+"; output<<c.imag<<"i)"<<endl; returnoutput; }第五十八頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 從本章例子中可以注意到，在運(yùn)算符重載中使用引用參數(shù)的重要性，用引用形參在調(diào)用函數(shù)時(shí)，通過(guò)傳遞地址方式讓形參成為實(shí)參的別名，不用生成臨時(shí)變量，減少了時(shí)間和空間的開銷。此外，如重載函數(shù)的返回值是對(duì)象引用時(shí)，返回的是對(duì)象，它可以出現(xiàn)在賦值號(hào)的左側(cè)而成為左值，可以被賦值或參與其他操作（如保留cout流的當(dāng)前值以便能連續(xù)使用<<輸出）。第五十九頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.8.1標(biāo)準(zhǔn)類型數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換inti=6;i=7.5+i；編譯過(guò)程：7.5作為double型數(shù)處理求解表達(dá)式時(shí)，將6轉(zhuǎn)換陳double，然后再和7.5相加得到的13.5的值向整型變量i賦值時(shí)，先轉(zhuǎn)換為13再賦值這種轉(zhuǎn)換是c++編譯系統(tǒng)自動(dòng)完成的，稱為隱式類型轉(zhuǎn)換。第六十頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日C++的顯式類型轉(zhuǎn)換，是一種人為的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。格式：類型名（數(shù)據(jù)）例如：int（89.5）C語(yǔ)言中的采用形式（類型名）數(shù)據(jù)如：（int）89.5C++保留了c語(yǔ)言的用法，提倡用c++的方法第六十一頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.8.2用轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換作用：將一個(gè)其它類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)指定的類的對(duì)象。轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)只有一個(gè)形參，如Complex（doubler）{real=r；imag=0；} 其作用就是將double型的參數(shù)r轉(zhuǎn)換成Complex類的對(duì)象Complexc1（3.5）；//建立一個(gè)對(duì)象，調(diào)用構(gòu)造函數(shù) 可以用聲明語(yǔ)句建立一個(gè)無(wú)名的Complex對(duì)象，如 Complex（3.6）//合法，但無(wú)法使用 可以在一個(gè)表達(dá)式中使用無(wú)名對(duì)象，如 c1=complex（3.6）；//假設(shè)c1已被定義為Complex類的對(duì)象第六十二頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)也是一種構(gòu)造函數(shù)，它遵循構(gòu)造函數(shù)的一般規(guī)則。通常把有一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用作類型轉(zhuǎn)換，所以，稱為轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)。注意： 轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)只能有一個(gè)參數(shù)。如果有多個(gè)參數(shù)，就不是轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)。原因是：如果有多個(gè)參數(shù)的話，究竟是把哪個(gè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成類的對(duì)象呢第六十三頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日使用轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)將一個(gè)指定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成類的對(duì)象的方法如下：（1）先聲明一個(gè)類（如上面的Complex）。（2）在這個(gè)類中定義一個(gè)只有一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)的類型是需要轉(zhuǎn)換的類型，在函數(shù)體中指定轉(zhuǎn)換的方法。（3）在該類的作用域內(nèi)可以用以下形式進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換：

類名（指定類型的數(shù)據(jù)）第六十四頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 不僅可以將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)類型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成類對(duì)象，也可以將另一個(gè)類的對(duì)象轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)所在類的對(duì)象。 如：可以將一個(gè)學(xué)生類對(duì)象轉(zhuǎn)換成教師類對(duì)象，可以在Teacher類中寫出下面的構(gòu)造函數(shù)： Teacher(Student&s){num=s.num;strcpy(name,);sex=s.sex;}

注意： 對(duì)象s中的num,name,sex必須是公有成員，否則不能被類外引用。第六十五頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日4.8.3用類型轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換作用：將一個(gè)類的對(duì)象轉(zhuǎn)換成另一個(gè)類型的數(shù)據(jù)格式：

operator

類型名（）{實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的語(yǔ)句} 在函數(shù)名前面不能指定函數(shù)類型，函數(shù)沒有參數(shù) 返回值的類型是由函數(shù)名中指定的類型名來(lái)確定的。類型轉(zhuǎn)換函數(shù)只能作為成員函數(shù)，因?yàn)檗D(zhuǎn)換的主體是本類的對(duì)象。不能作為友元函數(shù)或普通函數(shù)。第六十六頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)和類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符的共同功能：當(dāng)需要的時(shí)候，編譯系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用這些函數(shù)，建立一個(gè)無(wú)名的臨時(shí)對(duì)象（或臨時(shí)變量）例：doubled1,d2;Complexc1,c2; 假設(shè)類中定義了類型轉(zhuǎn)換函數(shù) 對(duì)于表達(dá)式：d1=d2+c1；第六十七頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日 編譯系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)“+”左側(cè)的d2是double型，而右側(cè)的c1是Complex類對(duì)象，如果沒有對(duì)運(yùn)算符“+”進(jìn)行重載，就會(huì)檢查有無(wú)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有對(duì)double的重載函數(shù)，就調(diào)用該函數(shù)，把Complex類對(duì)象c1轉(zhuǎn)換為double型數(shù)據(jù)，建立一個(gè)臨時(shí)的double變量，并與d2相加，最后將一個(gè)double型數(shù)據(jù)賦給d1。第六十八頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日如果類中已定義轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)并重載了運(yùn)算符“+”（作為Complex類的友元函數(shù)），但未對(duì)double定義類型轉(zhuǎn)換函數(shù)（或者說(shuō)未對(duì)double重載）對(duì)于表達(dá)式： c2=c1+d2； 編譯系統(tǒng)怎樣處理呢？第六十九頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日它發(fā)現(xiàn)運(yùn)算符“+”左側(cè)的c1是Complex類對(duì)象，右側(cè)的d2是double型。編譯系統(tǒng)尋找有無(wú)對(duì)“+”的重載，發(fā)現(xiàn)有operator+函數(shù)，但它是Complex類的友元函數(shù)，要求兩個(gè)Complex類的形參，即只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)Complex類對(duì)象相加，而現(xiàn)在d2是double型，不合要求。在類中沒有對(duì)double進(jìn)行重載，因此不可能把c1轉(zhuǎn)換為double型數(shù)據(jù)然后相加。編譯系統(tǒng)就去找有無(wú)轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)，發(fā)現(xiàn)有，就調(diào)用轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)Complex（d2），建立一個(gè)臨時(shí)的Complex類對(duì)象，在調(diào)用operator+函數(shù)，將兩個(gè)復(fù)數(shù)相加，然后賦給c2。相當(dāng)于執(zhí)行表達(dá)式：c2=c1+Complex(d2)第七十頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日例4.9使用類型轉(zhuǎn)換函數(shù)的簡(jiǎn)單例子#include<iostream>usingnamespacestd;classComplex{public:Complex(){real=0;imag=0;}Complex(doubler,doublei){real=r;imag=i;}operatordouble(){returnreal;}private:doublereal;doubleimag;};

intmain(){Complexc1(3,4),c2(5,-10),c3;doubled;d=2.5+c1;cout<<d<<endl;return0;}5.5第七十一頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日分析：（1）如果在Complex類中沒有定義類型轉(zhuǎn)換函數(shù)operatordouble，程序編譯將會(huì)出錯(cuò)。因?yàn)椴荒軐?shí)現(xiàn)double數(shù)據(jù)類型與Complex類對(duì)象的相加。（2）如果在main函數(shù)中加一語(yǔ)句：c3=c2；編譯系統(tǒng)是把c2按Complex類對(duì)象處理，因?yàn)橘x值號(hào)兩側(cè)為同一類數(shù)據(jù)，可以合法賦值。（3）如果在Complex類中聲明了重載運(yùn)算符“+”函數(shù)作為友元函數(shù)，并在類外定義operator+函數(shù)： Complexoperator+（Complexc1，Complexc2） {returnComplex（c1.real+c2.real,c1.imag+c2.imag）;} c3=c1+c2;//有運(yùn)算符“+”重載，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象相加 d=c1+c2;//先相加，再通過(guò)對(duì)double的重載函數(shù)將臨時(shí)對(duì)象轉(zhuǎn)化為double，再賦值第七十二頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)類型的重載和對(duì)運(yùn)算符的重載的概念和方法相似重載函數(shù)都使用關(guān)鍵字operator，它的意思是“運(yùn)算符”。因此，通常把類型轉(zhuǎn)換函數(shù)也成為類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符函數(shù)由于它也是重載函數(shù)，因此也稱為類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符重載函數(shù)（或稱強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符重載函數(shù)）第七十三頁(yè)，共八十一頁(yè)，2022年，8月28日例4.10包含轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)、運(yùn)算符重載函數(shù)和類型轉(zhuǎn)換函數(shù)的程序#include<iostream>usingnamespacestd;classComplex{pu