教学目标

●了解如何重新定义(重载)运算符以处理新类型 ●了解如何将一个类的对象转换为另一个类的对象 ●了解重载运算符的时机

●学习几个使用运算符重载的例子 ●生成Array、String和Date类

8．1 简介

第6章和第7章介绍了C++类的基本知识和抽象数据类型的表示方法。对类的对象(即抽象数据类型的实例)的操作是通过向对象发送消息完成的(即调用成员函数的形式)。对某些类(特别是数学类)来说，这种调用方式是繁琐的，而用C++中的丰富的内部运算符集来指定对对象的操作要更好。本章要介绍怎样把C++中的运算符和类的对象结合在一起使用，这个过程称为运算符重载。扩展C++使它具有这些新的功能是理所当然的。

运算符<<在C++中有多种用途，既可以用作流插入运算符又可以用作左移位运算符，这是运算符重载的一个范例。同样，运算符>>也是C++中的一个重载运算符，它既可以用作流读取运算符，也可以用作右移位运算符。这两个运算符都是在C++类库中重载的。C++语言本身也重载了运算符+和-，这两个运算符在整数算术运算、浮点数算术运算和指针算术运算等上下文中执行的操作是不同的。 为了使运算符在不同的上下文中具有不同的含义，C++允许程序员重载大多数运算符。编译器根据运算符的使用方式产生合适的代码。某些运算符(特别是赋值运算符以及+和-等等的各种算术运算符)经常要被重载。虽然重载运算符所能够实现的任务也能够用明确的函数调用完成，但是使用重载运算符能够使程序更易于阅读。

本章要讨论使用运算符重载的时机以及怎样重载运算符，还要介绍使用重载运算符的许多完整程序。

8．2 运算符重载的基础

C++程序设计是对类型敏感的，并且程序设计的重点也是放在类型上。程序

员可使用内部的类型，也可以定义新的类型。内部的类型可以和C++中丰富的运算符集一起使用。运算符为程序虽提供了操作内部类型对象的简洁的表示方法。

程序员也可以把运算符和用户自定义的类型一起使用。尽管C++不允许建立新的运算符，但是允许重载现有的运算符，使它在用于类的对象时具有新类型的含义，这是C++最强大的特点之一。

软件工程视点8. 1

运算符重载提供了C++的可扩展性，这也是C++最吸引人的属性之一。

编程技巧8. 1

在完成同样的操作的情况下，如果运算符重载能够比用明确的函数调用使程序更清晰，则应该使用运算 符重载。

编程技巧8．2

不要过度地或不合理地使用运算特重载，因为这样会使程序语义不清且难以阅读。

虽然运算符重载听起来好像是C++的外部能力，但是多数程序员都不知不觉地使用过重载的运算符。例如，加法运算符(+)对整数、单精度数和双精度数的操作是大不相同的。但是，因为C++语言本身已经重载了该运算符，所以它能够用于int、float、double和其他内部定义类型的变量。

运算符重载是通过编写函数定义实现的。函数定义虽然也包括函数首部和函数体，但是函数名是由关键字operator和其后要重载的运算符符号组成的。例如，函数名operator+重载了运算符+。

用于类的对象的运算符必须重载，但是有两种例外情况。赋值运算符(=)无需重载就可用于每一个类。在不提供重载的赋值运算符时，赋值运算符的默认行为是复制类的数据成员。不久就会看到，这种默认的复制行为对于带有指针成员

的类是危险的，对这种类通常要显式重载赋值运算符。地址运算符&也无需重载就可以用于任何类的对象，它返回对象在内存中的地址。地址运算符也可以被重载。

运算符重载最适合用于数学类。为了与在现实世界中操作这些数学类的方式一致，通常要重载一组运算符。例如，对于复数类，通常不仅仅要重载运算符+，因为其他算术运算符也经常用于复数。

C++语言的运算符很丰富。因为程序员对每个运算符的含义和使用的具体语境是理解的，所以在重载用于新类的运算符时，程序员能够根据运算符的意义做出合理的选择。

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然而，显式地重载运算符+=可使上述语句成立。

常见编程错误8．4

认为重载了某个运算符(如“+”)可以自动地重载相关的运算符(如“+=”)，或重载了“==”就自动重载了“!=”，运算符只能被显式重载(不存在隐式重载)。

常见编程错误8．5

想通过运算符重栽改变运算符的”数量”是个语法错误。

编程技巧8．5

要保证相关运算符的一致性，可以用一个运算符实现另一个运算符(即用重