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C++如何重载运算符_C++类操作符重载与自定义行为实现

裘德小鎮的故事

发布： 2025-11-19 10:25:20

原创

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运算符重载使自定义类型支持标准操作符。通过定义特殊函数，如operator+，实现类对象间的加法等操作，提升代码可读性与功能性。

c++如何重载运算符_c++类操作符重载与自定义行为实现

在C++中，运算符重载是一种让自定义类型（如类或结构体）支持标准操作符（如 +、-、==、代码可读性和复用性。

什么是运算符重载

运算符重载允许我们为已有的操作符赋予新的含义，适用于用户自定义类型。例如，可以让两个 Complex（复数）对象使用 + 相加，或让两个 String 对象使用 == 判断相等。

注意：只能重载C++已有的操作符，不能创建新操作符；也不能改变操作符的优先级或结合性。

如何实现运算符重载

运算符重载可以通过成员函数或非成员函数（通常为友元函数）实现。选择方式取决于具体操作和访问需求。

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常见重载方式：

成员函数形式：适用于需要访问私有成员且左操作数是当前类对象的情况，如 operator+、operator=
友元函数形式：适用于操作数顺序重要或左操作数不是本类对象的情况，如 operator<<（输出流）

示例：实现一个简单的二维向量类 Vec2，支持加法和输出操作：

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class Vec2 {
private:
    double x, y;
public:
    Vec2(double x = 0, double y = 0) : x(x), y(y) {}

    // 成员函数重载 +
    Vec2 operator+(const Vec2& other) const {
        return Vec2(x + other.x, y + other.y);
    }

    // 友元函数重载 <<
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Vec2& v) {
        os << "(" << v.x << ", " << v.y << ")";
        return os;
    }
};

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使用时可以直接写：Vec2 a(1,2), b(3,4); std::cout << a + b;，输出 (4, 6)。

常用操作符重载建议

某些操作符有约定俗成的实现方式，遵循这些惯例可提高代码一致性。

赋值操作符 (=)：应返回 *this 的引用，支持连续赋值；注意处理自我赋值和资源释放（如涉及指针）
下标操作符 ([])：通常提供 const 和非 const 两个版本，用于安全访问内部数据
相等比较 (==)：返回 bool，常用于容器查找或测试
递增/递减 (++/--)：前缀版本直接修改并返回引用；后缀版本需保存原值，通常以 int 占位符区分

示例：实现前置和后置递增

Vec2& operator++() {  // 前置++
    ++x; ++y;
    return *this;
}

Vec2 operator++(int) {  // 后置++，int 是占位符
    Vec2 old = *this;
    ++(*this);
    return old;
}

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