C++ 重載運(yùn)算符和重載函數(shù)

C++?重載運(yùn)算符和重載函數(shù)

C++ 允許在同一作用域中的某個(gè)函數(shù)和運(yùn)算符指定多個(gè)定義，分別稱為函數(shù)重載和運(yùn)算符重載。

重載聲明是指一個(gè)與之前已經(jīng)在該作用域內(nèi)聲明過的函數(shù)或方法具有相同名稱的聲明，但是它們的參數(shù)列表和定義（實(shí)現(xiàn)）不相同。

當(dāng)您調(diào)用一個(gè)重載函數(shù)或重載運(yùn)算符時(shí)，編譯器通過把您所使用的參數(shù)類型與定義中的參數(shù)類型進(jìn)行比較，決定選用最合適的定義。選擇最合適的重載函數(shù)或重載運(yùn)算符的過程，稱為重載決策。

C++ 中的函數(shù)重載

在同一個(gè)作用域內(nèi)，可以聲明幾個(gè)功能類似的同名函數(shù)，但是這些同名函數(shù)的形式參數(shù)（指參數(shù)的個(gè)數(shù)、類型或者順序）必須不同。您不能僅通過返回類型的不同來重載函數(shù)。

下面的實(shí)例中，同名函數(shù)?print()?被用于輸出不同的數(shù)據(jù)類型：

#include <iostream>
using namespace std;class printData 
{public:void print(int i) {cout << "Printing int: " << i << endl;}void print(double  f) {cout << "Printing float: " << f << endl;}void print(string c) {cout << "Printing character: " << c << endl;}
};int main(void)
{printData pd;// Call print to print integerpd.print(5);// Call print to print floatpd.print(500.263);// Call print to print characterpd.print("Hello C++");return 0;
}

嘗試一下

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Printing int: 5
Printing float: 500.263
Printing character: Hello C++

C++ 中的運(yùn)算符重載

您可以重定義或重載大部分 C++ 內(nèi)置的運(yùn)算符。這樣，您就能使用自定義類型的運(yùn)算符。

重載的運(yùn)算符是帶有特殊名稱的函數(shù)，函數(shù)名是由關(guān)鍵字 operator 和其后要重載的運(yùn)算符符號構(gòu)成的。與其他函數(shù)一樣，重載運(yùn)算符有一個(gè)返回類型和一個(gè)參數(shù)列表。

Box operator+(const Box&);

聲明加法運(yùn)算符用于把兩個(gè) Box 對象相加，返回最終的 Box 對象。大多數(shù)的重載運(yùn)算符可被定義為普通的非成員函數(shù)或者被定義為類成員函數(shù)。如果我們定義上面的函數(shù)為類的非成員函數(shù)，那么我們需要為每次操作傳遞兩個(gè)參數(shù)，如下所示：

Box operator+(const Box&, const Box&);

下面的實(shí)例使用成員函數(shù)演示了運(yùn)算符重載的概念。在這里，對象作為參數(shù)進(jìn)行傳遞，對象的屬性使用?this?運(yùn)算符進(jìn)行訪問，如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;class Box
{public:double getVolume(void){return length * breadth * height;}void setLength( double len ){length = len;}void setBreadth( double bre ){breadth = bre;}void setHeight( double hei ){height = hei;}// 重載 + 運(yùn)算符，用于把兩個(gè) Box 對象相加Box operator+(const Box& b){Box box;box.length = this->length + b.length;box.breadth = this->breadth + b.breadth;box.height = this->height + b.height;return box;}private:double length;      // 長度double breadth;     // 寬度double height;      // 高度
};
// 程序的主函數(shù)
int main( )
{Box Box1;                // 聲明 Box1，類型為 BoxBox Box2;                // 聲明 Box2，類型為 BoxBox Box3;                // 聲明 Box3，類型為 Boxdouble volume = 0.0;     // 把體積存儲在該變量中// Box1 詳述Box1.setLength(6.0); Box1.setBreadth(7.0); Box1.setHeight(5.0);// Box2 詳述Box2.setLength(12.0); Box2.setBreadth(13.0); Box2.setHeight(10.0);// Box1 的體積volume = Box1.getVolume();cout << "Volume of Box1 : " << volume <<endl;// Box2 的體積volume = Box2.getVolume();cout << "Volume of Box2 : " << volume <<endl;// 把兩個(gè)對象相加，得到 Box3Box3 = Box1 + Box2;// Box3 的體積volume = Box3.getVolume();cout << "Volume of Box3 : " << volume <<endl;return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Volume of Box1 : 210
Volume of Box2 : 1560
Volume of Box3 : 5400

可重載運(yùn)算符/不可重載運(yùn)算符

下面是可重載的運(yùn)算符列表：

+	-	*	/	%	^
&	|	~	!	,	=
<	>	<=	>=	++	--
<<	>>	==	!=	&&	||
+=	-=	/=	%=	^=	&=
|=	*=	<<=	>>=	[]	()
->	->*	new	new []	delete	delete []

下面是不可重載的運(yùn)算符列表：

::

.*

.

?:

運(yùn)算符重載實(shí)例

下面提供了各種運(yùn)算符重載的實(shí)例，幫助您更好地理解重載的概念。

序號	運(yùn)算符和實(shí)例
1	一元運(yùn)算符重載
2	二元運(yùn)算符重載
3	關(guān)系運(yùn)算符重載
4	輸入/輸出運(yùn)算符重載
5	++ 和 -- 運(yùn)算符重載
6	賦值運(yùn)算符重載
7	函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符 () 重載
8	下標(biāo)運(yùn)算符 [] 重載
9	類成員訪問運(yùn)算符 -> 重載

C++ 多態(tài)

C++?多態(tài)

多態(tài)按字面的意思就是多種形態(tài)。當(dāng)類之間存在層次結(jié)構(gòu)，并且類之間是通過繼承關(guān)聯(lián)時(shí)，就會用到多態(tài)。

C++ 多態(tài)意味著調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，會根據(jù)調(diào)用函數(shù)的對象的類型來執(zhí)行不同的函數(shù)。

下面的實(shí)例中，基類 Shape 被派生為兩個(gè)類，如下所示：

#include <iostream> 
using namespace std;class Shape {protected:int width, height;public:Shape( int a=0, int b=0){width = a;height = b;}int area(){cout << "Parent class area :" <<endl;return 0;}
};
class Rectangle: public Shape{public:Rectangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }int area (){ cout << "Rectangle class area :" <<endl;return (width * height); }
};
class Triangle: public Shape{public:Triangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }int area (){ cout << "Triangle class area :" <<endl;return (width * height / 2); }
};
// 程序的主函數(shù)
int main( )
{Shape *shape;Rectangle rec(10,7);Triangle  tri(10,5);// 存儲矩形的地址shape = &rec;// 調(diào)用矩形的求面積函數(shù) areashape->area();// 存儲三角形的地址shape = &tri;// 調(diào)用三角形的求面積函數(shù) areashape->area();return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Parent class area :
Parent class area :

導(dǎo)致錯(cuò)誤輸出的原因是，調(diào)用函數(shù) area() 被編譯器設(shè)置為基類中的版本，這就是所謂的靜態(tài)多態(tài)，或靜態(tài)鏈接?- 函數(shù)調(diào)用在程序執(zhí)行前就準(zhǔn)備好了。有時(shí)候這也被稱為早綁定，因?yàn)?area() 函數(shù)在程序編譯期間就已經(jīng)設(shè)置好了。

但現(xiàn)在，讓我們對程序稍作修改，在 Shape 類中，area() 的聲明前放置關(guān)鍵字?virtual，如下所示：

class Shape {protected:int width, height;public:Shape( int a=0, int b=0){width = a;height = b;}virtual int area(){cout << "Parent class area :" <<endl;return 0;}
};

修改后，當(dāng)編譯和執(zhí)行前面的實(shí)例代碼時(shí)，它會產(chǎn)生以下結(jié)果：

Rectangle class area
Triangle class area

此時(shí)，編譯器看的是指針的內(nèi)容，而不是它的類型。因此，由于 tri 和 rec 類的對象的地址存儲在 *shape 中，所以會調(diào)用各自的 area() 函數(shù)。

正如您所看到的，每個(gè)子類都有一個(gè)函數(shù) area() 的獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。這就是多態(tài)的一般使用方式。有了多態(tài)，您可以有多個(gè)不同的類，都帶有同一個(gè)名稱但具有不同實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，函數(shù)的參數(shù)甚至可以是相同的。

虛函數(shù)

虛函數(shù)?是在基類中使用關(guān)鍵字?virtual?聲明的函數(shù)。在派生類中重新定義基類中定義的虛函數(shù)時(shí)，會告訴編譯器不要靜態(tài)鏈接到該函數(shù)。

我們想要的是在程序中任意點(diǎn)可以根據(jù)所調(diào)用的對象類型來選擇調(diào)用的函數(shù)，這種操作被稱為動(dòng)態(tài)鏈接，或后期綁定。

純虛函數(shù)

您可能想要在基類中定義虛函數(shù)，以便在派生類中重新定義該函數(shù)更好地適用于對象，但是您在基類中又不能對虛函數(shù)給出有意義的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)時(shí)候就會用到純虛函數(shù)。

我們可以把基類中的虛函數(shù) area() 改寫如下：

class Shape {protected:int width, height;public:Shape( int a=0, int b=0){width = a;height = b;}// pure virtual functionvirtual int area() = 0;
};

= 0 告訴編譯器，函數(shù)沒有主體，上面的虛函數(shù)是純虛函數(shù)。