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。
在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:
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:
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。