运算符重载：
运算符与类结合，产生新的含义。
为什么要引入运算符重载？
作用：为了实现类的多态性(多态是指一个函数名有多种含义)
怎么实现运算符的重载？
方式：类的成员函数 或 友元函数（类外的普通函数）
规则：不能重载的运算符有 . 和 .* 和 ?: 和 :: 和 sizeof
友元函数和成员函数的使用场合：一般情况下，建议一元运算符使用成员函数，二元运算符使用友元函数
1、运算符的操作需要修改类对象的状态，则使用成员函数。如需要做左值操作数的运算符（如=，+=，++）
2、运算时，有数和对象的混合运算时，必须使用友元
3、二元运算符中，第一个操作数为非对象时，必须使用友元函数。如输入输出运算符<<和>>
具体规则如下：
| 运算符 | 建议使用 |
| 所有一元运算符 | 成员函数 |
| ＝ ( ) [ ] -> | 必须是成员函数 |
| += -= /= *= ^= &= != %= >>= <<= , 似乎带等号的都在这里了. | 成员函数 |
| 所有其它二元运算符, 例如: –,+,*,/ | 友元函数 |
| << >> | 必须是友元函数 |
2. 参数和返回值
当参数不会被改变，一般按const引用来传递(若是使用成员函数重载，函数也为const).
对于返回数值的决定:
1) 如果返回值可能出现在=号左边, 则只能作为左值, 返回非const引用。
2) 如果返回值只能出现在=号右边, 则只需作为右值, 返回const型引用或者const型值。
3) 如果返回值既可能出现在=号左边或者右边, 则其返回值须作为左值, 返回非const引用。
运算符重载举例：
+和 -运算符的重载：
[cpp] view plain copy
- class Point
- {
- private:
- int x;
- public:
- Point(int x1)
- { x=x1;}
- Point(Point& p)
- { x=p.x;}
- const Point operator+(const Point& p);//使用成员函数重载加号运算符
- friend const Point operator-(const Point& p1,const Point& p2);//使用友元函数重载减号运算符
- };
- const Point Point::operator+(const Point& p)
- {
- return Point(x+p.x);
- }
- Point const operator-(const Point& p1,const Point& p2)
- {
- return Point(p1.x-p2.x);
- }
调用:
[cpp] view plain copy
- Point a(1);
- Point b(2);
- a+b; //正确，调用成员函数
- a-b; //正确，调用友元函数
- a+1; //正确，先调用类型转换函数，把1变成对象，之后调用成员函数
- a-1; //正确，先调用类型转换函数，把1变成对象，之后调用友元函数
- 1+a; //错误，调用成员函数时，第一个操作数必须是对象，因为第一个操作数还有调用成员函数的功能
- 1-a; //正确，先类型转换 后调用友元函数
总结：
1、由于+ -都是出现在=号的右边，如c=a+b，即会返回一个右值，可以返回const型值
2、后几个表达式讨论的就是，数和对象混合运算符的情况，一般出现这种情况，常使用友元函数
3、双目运算符的重载：
重载运算符函数名：[email protected](参数表)
隐式调用形式：obj1+obj2
显式调用形式：obj1.operator+(OBJ obj2)---成员函数
operator+(OBJ obj1，OBJ obj2)---友元函数
执行时，隐式调用形式和显式调用形式都会调用函数operator+()
++和--运算符的重载：
[cpp] view plain copy
- class Point
- {
- private:
- int x;
- public:
- Point(int x1)
- { x=x1;}
- Point operator++();//成员函数定义自增
- const Point operator++(int x); //后缀可以返回一个const类型的值
- friend Point operator--(Point& p);//友元函数定义--
- friend const Point operator--(Point& p,int x);//后缀可以返回一个const类型的值
- };
- Point Point::operator++()//++obj
- {
- x++;
- return *this;
- }
- const Point Point::operator++(int x)//obj++
- {
- Point temp = *this;
- this->x++;
- return temp;
- }
- Point operator--(Point& p)//--obj
- {
- p.x--;
- return p;
- //前缀形式(--obj)重载的时候没有虚参,通过引用返回*this 或 自身引用,也就是返回变化之后的数值
- }
- const Point operator--(Point& p,int x)//obj--
- {
- Point temp = p;
- p.x--;
- return temp;
- // 后缀形式obj--重载的时候有一个int类型的虚参, 返回原状态的拷贝
- }
函数调用：
[cpp] view plain copy
- <pre class="cpp" name="code">Point a(1);
- Point b(2);
- a++;//隐式调用成员函数operator++(0),后缀表达式
- ++a;//隐式调用成员函数operator++(),前缀表达式
- b--;//隐式调用友元函数operator--(0),后缀表达式
- --b;//隐式调用友元函数operator--(),前缀表达式
- cout<<a.operator ++(2);//显式调用成员函数operator ++(2)，后缀表达式
- cout<<a.operator ++();//显式调用成员函数operator ++()，前缀表达式
- cout<<operator --(b,2);//显式调用友元函数operator --(2)，后缀表达式
- cout<<operator --(b);//显式调用友元函数operator --()，前缀表达式 </pre>
总结：
1、a++
函数返回：temp(临时变量)
函数返回是否是const类型：返回是一个拷贝后的临时变量)，不能出现在等号的左边(临时变量不能做左值)，函数的结果只能做右值，则要返回一个const类型的值
++a
函数返回：*this;
函数返回是否是const类型：返回原状态的本身，返回值可以做左值，即函数的结果可以做左值，则要返回一个非const类型的值
2、前后缀仅从函数名(operator++)无法区分，只能有参数区分，这里引入一个虚参数int x，x可以是任意整数。
关于前缀++和后缀++的进一步说明：
对于迭代器和其他模板对象使用前缀形式 (++i) 的自增, 自减运算符.，理由是 前置自增 (++i) 通常要比后置自增 (i++) 效率更高。于是我查了查前置++和后置++的区别。
注意：《more effective c++》条款8也专门叙述了问题。后来我发现，下面的文章基本就是它的翻版，哈哈
前置++和后置++的区别
int a = 0;
++ a; //前置++
a++; //后置++
《C专家编程》中有如下描述（P276，人民邮电出版社）：
++a表示取a的地址，增加它的内容，然后把值放在寄存器中；
a++表示取a的地址，把它的值装入寄存器，然后增加内存中的a的值；
另外，网上找了篇文章，通过从运算符重载的角度来探讨他们的不同，如下：
假设有一个类Age，描述年龄。该类重载了前置++和后置++两个操作符，以实现对年龄的自增。
class Age
{
public:
Age& operator++() //前置++
{
++i;
return *this;
}
const Age operator++(int) //后置++
{
Age tmp = *this;
++(*this); //利用前置++
return tmp;
}
Age& operator=(int i) //赋值操作
{
this->i = i;
return *this;
}
private:
int i;
};
从上述代码，我们可以看出前置++和后置++，有3点不同：
- 返回类型不同
- 形参不同
- 代码不同
- 效率不同
返回值类型的区别
前置++的返回类型是Age&，后置++的返回类型const Age。这意味着，前置++返回的是左值，后置++返回的是右值。（关于左值和右值的讨论很多，见本文下面）
左值和右值，决定了前置++和后置++的用法。
int main()
{
Age a;
(a++)++; //编译错误
++(a++); //编译错误
a++ = 1; //编译错误
(++a)++; //OK
++(++a); //OK
++a = 1; //OK
}
++的类型是const Age，自然不能对它进行前置++、后置++、赋值等操作。
++a的类型是Age&，当然可以对它进行前置++、后置++、赋值等操作
a++的返回类型为什么要是const对象呢？
有两个原因：
- 如果不是const对象，a(++)++这样的表达式就可以通过编译。但是，其效果却违反了我们的直觉 。a其实只增加了1，因为第二次自增作用在一个临时对象上。
- 另外，对于内置类型，(i++)++这样的表达式是不能通过编译的。自定义类型的操作符重载，应该与内置类型保持行为一致 。
a++的返回类型如果改成非const对象，肯定能通过编译，但是我们最好不要这样做。
++a的返回类型为什么是引用呢？
这样做的原因应该就是：与内置类型的行为保持一致。前置++返回的总是被自增的对象本身。因此，++(++a)的效果就是a被自增两次。
形参的区别
前置++没有形参，而后置++有一个int形参，但是该形参也没有被用到。很奇怪，难道有什么特殊的用意？
其实也没有特殊的用意，只是为了绕过语法的限制。
前置++与后置++的操作符重载函数，函数原型必须不同。否则就违反了“重载函数必须拥有不同的函数原型”的语法规定。
虽然前置++与后置++的返回类型不同，但是返回类型不属于函数原型。为了绕过语法限制，只好给后置++增加了一个int形参。
原因就是这么简单，真的没其他特殊用意。其实，给前置++增加形参也可以；增加一个double形参而不是int形参，也可以。只是，当时就这么决定了。
代码实现的区别
前置++的实现比较简单，自增之后，将*this返回即可。需要注意的是，一定要返回*this。
后置++的实现稍微麻烦一些。因为要返回自增之前的对象，所以先将对象拷贝一份，再进行自增，最后返回那个拷贝。
在Age的代码中，后置++利用了前置++来实现自增。这样做是为了避免“自增的代码”重复。
在本例中，自增的代码很简单，就是一行++i，没有必要这样做。但是在其它自增逻辑复杂的例子中，这么做还是很有必要的。
效率的区别
如果不需要返回自增之前的值，那么前置++和后置++的计算效果都一样。但是，我们仍然应该优先使用前置++，尤其是对于用户自定义类型的自增操作。
前置++的效率更高，理由是：后置++会生成临时对象。
从Age的后置++的代码实现也可以看出这一点。
const Age operator++(int) //后置++
{
Age tmp = *this;
++(*this); //利用前置++
return tmp;
}
很明显，tmp是一个临时对象，会造成一次构造函数和一次析构函数的额外开销。虽然，编译器在某些情况下可以优化掉这些开销。但是，我们最好不要依赖编译器的行为。
所以，在非内置类型的时候，尽量使用前置++，因为效率高（后置自增，效率低）
3、单目运算符的重载：
重载运算符函数名：[email protected](参数表)
隐式调用形式：[email protected] 或 @obj1
显式调用形式：
成员函数:
[email protected]( )//前缀
[email protected](0)//后缀
友元函数:
[email protected](OBJ obj)//前缀
[email protected](OBJ obj,int x)//后缀
执行时，隐式调用形式和显式调用形式都会调用函数[email protected]()
重载下标运算符[ ]
[cpp] view plain copy
- class Point
- {
- private:
- int x[5];
- public:
- Point()
- {
- for (int i=0;i<5;i++)
- {
- x[i]=i;
- }
- }
- int& operator[](int y);
- };
- int& Point::operator[](int y)
- {
- static int t=0;
- if (y<5)
- {
- return x[y];
- }
- else
- {
- cout<<"下标出界";
- return t;
- }
- }
调用：
[cpp] view plain copy
- Point a;
- for (int i=0;i<10;i++)
- {
- cout<<a[i]<<endl;//无论i下标是否越界，每当使用a[i]时，都会调用[]的重载
- }
- a[0]=10;
重载下标运算符[ ]的目的：
1、对象[x] 类似于 数组名[x]，更加符合习惯
2、可以对下标越界作出判断
语法：
重载方式：只能使用成员函数重载
函数名：operator[ ](参数表)
参数表：一个参数，且仅有一个参数，该参数设定了下标值，通常为整型，但是也可以为字符串( 看成下标)。
函数调用：显式调用：Obj[arg]-对象[下标]
隐式调用：obj.operator[ ](arg)
返回类型：
1、返回函数引用 + 返回成员的实际类型（由程序员根据函数体定义）
2、因为返回值可以做左值和右值，应该不使用返回值为const类型
但是，为了能访问const对象，下标运算符重载有非const和const两个版本。（待定写）
如：int& Point::operator[](int y)//为什么使用返回引用：返回的值可以做左值，也可以做右值，则必须使用返回引用
重载运算符( )
[cpp] view plain copy
- class Point
- {
- private:
- int x;
- public:
- Point(int x1)
- { x=x1;}
- const int operator()(const Point& p);
- };
- const int Point::operator()(const Point& p)
- {
- return (x+p.x);
- }
[cpp] view plain copy
- 调用：
- Point a(1);
- Point b(2);
- cout<<a(b);
重载运算符( )的目的：
1、对象( ) 类似于 函数名(x)，更加符合习惯
语法：
重载方式：只能使用成员函数重载
重载后还可以继续重载
函数名：operator( )(参数表)
参数表：参数随意，具体根据实际情况而定。
函数调用：显式调用：Obj(x)
隐式调用：obj.operator( )(x)
返回类型：
1、返回成员的实际类型随意，具体由程序员根据函数体定义
2、因为返回值只能做右值，只读，应该使用返回值为const类型
重载输入输出操作符<< >>
[cpp] view plain copy
- class Point
- {
- private:
- int x;
- public:
- Point(int x1)
- { x=x1;}
- friend ostream& operator<<(ostream& cout,const Point& p);//使用友元函数重载<<输出运算符
- friend istream& operator>>(istream& cin,Point& p);//使用友元函数重载>>输出运算符
- };
- ostream& operator<<(ostream& cout,const Point& p)
- {
- cout<<p.x<<endl;
- return cout;
- }
- istream& operator>>(istream& cin,Point& p)
- {
- cin>>p.x;
- return cin;
- }
[cpp] view plain copy
- 调用：
- Point a(1);
- Point b(2);
- cin>>a>>b;
- cout<<a<<b<<endl;
语法：
重载方式：只能使用友元函数重载 且 使用三个引用&
函数名：
输出流： operator<<(参数表)
输入流：operator>>(参数表)
参数表：固定（容易出错啊），两个参数均用引用&
输出流： 必须是两个参数：对输出流ostream& 和 对象
第一个操作数cout，定义在文件iostream中，是标准类类型ostream的对象的引用。
如：ostream& cout,const Point& p
输入流：必须是两个参数：对输入流ostream& 和 对象
第一个操作数是cin，定义在文件iostream，实际上是标准类类型istream的对象的引用
如：instream& cin,const Point& p
函数调用：
输出流： 显式调用：cout<<对象
隐式调用： operator<<(cout，对象)
输入流：显式调用：cin>>对象
隐式调用： operator>>(cin，对象)
返回类型：返回类型固定 + 使用返回函数引用（满足连续输出）
输出流： 返回ostream&
如：ostream& operator<<(ostream& cout,const Point& p)
输入流：返回：istream&
如：istream& operator>>(istream& cin,Point& p)
注意：为什么输入输出操作符的重载必须使用友元函数？
因为：成员函数要求是有对象调用，则第一个参数必须是类的对象，但是<<和>>第一个参数是流的对象引用。
故，不能使用成员函数
![python算法之二分查找[图]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)