c++中如何重载加号(+)运算符_c++运算符重载实现与示例

重载加号运算符可通过成员函数或友元函数实现,成员函数适用于常规对象相加,如Complex c3 = c1 + c2;友元函数支持非类类型左操作数,如5 + obj,需声明为friend并定义外部函数,两者均应返回新对象、使用const引用参数,保持语义一致且支持链式调用。

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c++中,重载加号(+)运算符可以让自定义类的对象支持类似基本类型那样的相加操作。比如两个复数对象相加、两个向量相加等。实现方式有两种:成员函数和友元函数。下面详细介绍如何实现以及给出具体示例。

1. 重载加号运算符的基本规则

加号运算符是二元运算符,需要两个操作数。重载时可以使用成员函数或非成员函数(通常为友元函数)实现:

  • 成员函数方式:左操作数是调用对象(this),右操作数作为参数传入。
  • 友元函数方式:两个操作数都作为参数传入,适合需要对称操作的场景(如 int + 对象)。

一般情况下,如果不需要支持左操作数为非类类型(如 5 + obj),推荐使用成员函数方式。

2. 成员函数方式重载 + 运算符

以一个简单的Complex(复数)类为例:

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 class Complex { private:     double real;     double imag;  public:     Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {}      // 重载加号运算符(成员函数)     Complex operator+(const Complex& other) const {         return Complex(real + other.real, imag + other.imag);     }      void display() const {         cout << real << " + " << imag << "i" << endl;     } }; 

使用示例:

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 Complex c1(3, 4); Complex c2(1, 2); Complex c3 = c1 + c2;  // 调用 operator+ c3.display();          // 输出: 4 + 6i 

3. 友元函数方式重载 + 运算符

当希望支持像 5 + obj 这样的表达式时,必须使用友元函数,因为成员函数无法将非类类型作为左操作数。

继续使用Complex类扩展:

 class Complex { private:     double real;     double imag;  public:     Complex(double r = 0, double i = 0) : real(r), imag(i) {}      // 声明友元函数     friend Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2);      void display() const {         cout << real << " + " << imag << "i" << endl;     } };  // 定义友元函数 Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2) {     return Complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag); } 

这样也可以支持:

 Complex c1(2, 3); Complex c2 = c1 + Complex(1, 1);  // 正常使用 Complex c3 = Complex(1, 1) + c1;  // 对称性支持 

4. 注意事项与最佳实践

  • 返回值应为新对象:+ 运算符不应修改原对象,应返回一个新的临时对象。
  • 参数使用 const 引用:避免拷贝开销,同时防止意外修改。
  • 保持操作语义一致:+ 应表示“组合”或“求和”,不要用于减法或其他含义。
  • 可链式调用a + b + c 应能正常工作,返回值需支持后续操作。

基本上就这些。通过重载加号运算符,可以让自定义类型更自然地融入C++表达式,提升代码可读性和易用性。根据实际需求选择成员函数或友元函数方式即可。不复杂但容易忽略细节。

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