C++新旅程：详细介绍运算符重载函数，清晰明了
原创
好事发生
mall ：hutool项目源码解析 作者：忆遂愿
https://cloud.tencent.com/developer/article/2466055?shareByChannel=link
文章通过实际项目需求引导对 Hutool 的学习，在工具类介绍环节，依据不同工具类在控制层接口的应用以及控制台打印信息进行讲解，同时紧密关联官方开发文档，为读者自主深入研究提供了清晰的指引路径，非常有帮助。
前言
1.为什么要进行运算符重载？
C++中预定义的运算符的操作对象只能是基本数据类型。但实际上，对于许多用户自定义类型（例如类），也需要类似的运算操作。这时就必须在C++中重新定义这些运算符，赋予已有运算符新的功能，使它能够用于特定类型执行特定的操作。
C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载，运算符重载是具有特殊函数名的函数，也具有其
返回值类型，函数名字以及参数列表，其返回值类型与参数列表与普通的函数类似
2.什么是运算符重载 ？
运算符重载是通过创建运算符函数实现的，运算符函数定义了重载的运算符将要进行的操作。
1.基本知识
操作符重载，本质上就是函数重载，它大大丰富了已有操作符的含义，方便使用
运算符重载格式如下：
1.函数名:operator+需要重载的运算符符号 2.函数原型:返回值类型 operator+符号(形参参数列表) 3.必须有一个类类型的参数 4. :: ?: . .* sizeof 这五个运算符不能重载 5.用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不能改变其含义 6.作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐 藏的this 7.不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@ 8.运算符重载时必须遵循的原则重载运算符含义必须清楚； 重载运算符不能有二义性。 9.算符函数重载的两种形式 重载为类的成员函数 重载为类的非成员函数 （非成员函数通常是友元函数）。
注：可以把一个运算符作为一个非成员、非友元函数重载。但是，这样的运算符函数访问类的私有和保护成员时，必须使用类的公有接口中提供的设置数据和读取数据的函数，调用这些函数时会降低性能。可以内联这些函数以提高性能。
补充知识：友元函数
一、友元函数的作用
- 提供数据共享接口：为不同类之间的成员函数，以及类的成员函数与一般函数之间提供了数据共享的接口。
- 支持类间紧密协作：当两个或多个类之间需要进行紧密的协作和交互时，友元函数允许直接访问私有成员，减少系统开销，提高效率。
- 支持运算符重载：在某些情况下，可能需要重载运算符并操作两个不同对象之间的私有数据。此时可以将相应操作符重载函数声明为两个类的友元。
二、友元函数的特点（重点）
- 与类的成员函数具有一样的权限：友元函数可以访问类的所有成员，包括私有成员。
- 不属于任何类：友元函数是定义在类外的普通函数，不属于任何类。
- 没有this指针：由于友元函数不是类的成员函数，因此它没有this指针。
三、友元函数的用法
- 声明方式：友元函数需要在类中进行声明，前面需要加上friend关键字，可以放在公有部分也可以放在私有部分。
- 多类友元：一个函数可以是多个类的友元函数，只需要在个各类中分别进行声明。
- 调用方式：友元函数的调用与一般函数的调用方式和原理一致。
四、注意事项
- 破坏封装性：友元函数破坏了类的封装性和类数据的隐藏性，因此在使用时需要谨慎考虑。
- 避免过度使用：原则上应尽量少使用或不使用友元，除非确实能显著提高开发效率。
2.经典运算符重载的代码示例（主要以日期类为例）
2.1operator+，operator-，operator+=，operator-=
以复数类为例
代码
#include<iostream>
using namespace std;
//负数类
class complex
{
public:
complex(double r = 0, double i = 0) :_real(r), _imag(i) {}
complex operator +(const complex& c); //+运算符
complex operator -(const complex& c);//-运算符
complex& operator +=(const complex& c); //+=运算符
complex& operator -=(const complex& c);//-=运算符
complex& operator - ();//求负运算符
void Print()const
{
cout << "(" << _real << "," << _imag << ")" << endl;
}
private:
double _real;//实部
double _imag;//虚部
};
complex complex::operator +(const complex& c) //+运算符
{
complex tmp;
tmp._real = _real + c._real;
tmp._imag = _imag + c._imag;
return tmp;
}
complex complex::operator -(const complex& c) //-运算符
{
complex tmp;
tmp._real = _real - c._real;
tmp._imag = _imag - c._imag;
return tmp;
}
complex& complex::operator +=(const complex& c) //+=运算符
{
_real += c._real;
_imag += c._imag;
return *this;
}
complex& complex::operator -=(const complex& c) //-=运算符
{
_real -= c._real;
_imag -= c._imag;
return *this;
}
complex& complex::operator - ()//求负运算符
{
_real = -_real;
_imag = -_imag;
return *this;
}
int main()
{
complex c1(3.5, 5), c2(6, 8), c3, c4, c5;
c3 = c1 + c2;
c3.Print();
c4 = c2 - c1;
c4.Print();
c1 += c2;
c1.Print();
c2.Print();
c2 -= c1;
c1.Print();
c2.Print();
c5 = -c2;
c5.Print();
return 0;
}
2.2前置operator++（--），后置operator++（--）
前置++和后置++的函数名都是operator++（没错，又是函数重载），他们的区别在于前置++没有形参，后置++有一个形参int，但是我们在实际上使用时并不需要给后置++的形参int传实参，int只是为了区分前置++和后置++的标识。
前置--和后置--也是同样用形参int来区分。
以日期类为例
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
Date(int year = 0, int month = 0, int day = 0);
// 拷贝构造函数
// d2(d1)
Date(const Date& d);
// 获取某年某月的天数
int GetMonthDay(int year, int month);
// 日期+=天数
Date& operator+=(int day);
// 日期+天数
Date operator+(int day)const;
// 日期-=天数
Date& operator-=(int day);
// 日期-天数
Date operator-(int day)const;
// 前置++
Date& operator++();
// 后置++
Date operator++(int);
// 后置--
Date operator--(int);
// 前置--
Date& operator--();
void print()const;
// 析构函数(日期类无需清理资源，析构函数不必显示写）
//void print();
//~Date()
//{
//cout << "~Date()" << endl;
//}
private:
int _year, _month, _day;
};
Date::Date(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date::Date(const Date& d)
{
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
static int MonthDay[13] = { -1,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0))
{
return 29;
}
else
{
return MonthDay[month];
}
}
void Date::print()const
{
cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}
Date& Date::operator+=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this -= -day;
}
_day += day;
while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
{
_day -= GetMonthDay(_year, _month);
_month++;
if (_month == 13)
{
_month = 1;
_year++;
}
}
return *this;
}
Date Date::operator+(int day)const
{
Date tmp = *this;
tmp += day;
return tmp;
}
Date& Date::operator-=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this += -day;
}
_day -= day;
while (_day <= 0)
{
_month--;
if (_month == 0)
{
_year--;
_month = 12;
}
_day += GetMonthDay(_year, _month);
}
return *this;
}
Date Date::operator-(int day)const
{
Date tmp = *this;
tmp -= day;
return tmp;
}
void Test1()
{
Date d1(2024, 4, 30);
Date d2 = d1 + 3;
d2.print();
Date d3(2024, 12, 31);
Date d5 = d3;
d3 += 1;
d3.print();
d5 = d5 - 1;
d5.print();
d1 -= 30;
d1.print();
Date d4 = d1 - 3;
d4.print();
}
// 前置++
Date& Date::operator++()
{
//这里直接用刚刚实现的Date& Date::operator+=(int day)
//只是++相当于day=1而已
//减少了代码负担
*this += 1;
return *this;
}
// 后置++
Date Date::operator++(int)
{
//这里直接用刚刚实现的Date& Date::operator+(int day)
Date tmp = *this;
*this += 1;
return tmp;
}
// 前置--
Date& Date::operator--()
{
*this -= 1;
return *this;
}
// 后置--
Date Date::operator--(int)
{
Date tmp = *this;
*this -= 1;
return tmp;
}
void Test2()
{
Date d1(2024, 6, 1);
Date d2(2023, 12, 31);
Date d3 = d1--;
Date d4 = d2++;
d3.print();
d4.print();
Date d5 = --d3;
Date d6 = ++d4;
d5.print();
d6.print();
}
int main()
{
//Test1();//可以自行测试
Test2();
}
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
评论
登录后参与评论
推荐阅读
目录
腾讯云开发者
Copyright © 2013 - 2026 Tencent Cloud. All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有
深圳市腾讯计算机系统有限公司 ICP备案/许可证号：粤B2-20090059 
粤公网安备44030502008569号
腾讯云计算（北京）有限责任公司 京ICP证150476号 | 京ICP备11018762号