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C++中operator重载怎么写_C++运算符重载语法及规则【自定义】

尼克

尼克

发布时间:2026-02-07 15:19:24

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来源于php中文网

原创

运算符重载是接口契约而非语法糖;必须用成员函数的包括operator=、[]、()、->及修改自身状态的+=、++等;需左操作数为其他类型或对等时用友元;参数多用const T&,返回值按语义选T或T&;非const成员函数不可用于const对象,故[]等需双版本。

c++中operator重载怎么写_c++运算符重载语法及规则【自定义】

运算符重载不是语法糖,是接口契约——写错一个 const 或漏掉 &,调用就可能静默失败或编译不过。

什么时候必须用成员函数重载

涉及修改对象自身状态、或需要访问 private 成员时,优先用成员函数。比如 operator+=operator++(前置)、operator= —— 它们天然需要修改 this 指向的对象。

  • operator= 必须是成员函数(编译器会隐式生成默认版本,自定义时必须显式声明为成员)
  • 赋值、下标 []、函数调用 ()、成员访问 -> 这四个运算符只能是成员函数
  • 前置递增 ++a 通常返回 T&,直接返回 *this;若写成友元或非成员,无法自然返回引用到当前对象

什么时候该用友元函数重载

当运算符需要左侧操作数是其他类型(比如 int + MyString),或左右操作数地位完全对等(如 a + b),且需访问类的私有成员时,用 friend 函数更自然。

  • operator 和 operator>> 几乎总是友元:左侧是 std::ostream&std::istream&,不可能是你的类成员
  • operator+operator== 等二元运算符,若希望支持 123 + obj 这种左值为内置类型的表达式,就不能写成成员函数(成员函数的左操作数固定是当前类)
  • 友元函数在类内声明(加 friend 关键字),定义可放在类外,不占用类的 public/private 区域

参数和返回值怎么选才安全

核心原则:按需传递,按需返回 —— 不多也不少。常见错误是传值导致意外拷贝,或返回临时对象的引用。

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  • 输入参数:一般用 const T&(避免拷贝,又防误改);只有极少数场景(如移动语义)用 T&&
  • 返回值:operator+ 返回 T(值语义,合理);operator+= 返回 T&(支持链式调用:a += b += c
  • 千万别返回局部变量的引用或指针,比如 return &temp;return std::string("abc"); 后接 .c_str()
  • 如果运算符逻辑不修改对象(如 operator+operator==),函数本身要加 const 限定(成员函数时)

容易被忽略的隐式陷阱

很多问题不报错,但行为反直觉:比如 operator bool() 导致 if (obj) { ... } 可用,却也允许 obj + 1 这种荒谬表达式通过编译。

  • 避免无约束的类型转换运算符:operator int()operator void*() 会让隐式转换失控;C++11 起应加 explicit
  • operator[] 通常要提供 const 和非 const 两个重载,否则 const MyVec v; v[0] = 1; 会编译失败,而 v[0] 读取也会因缺少 const 版本报错
  • 重载 new/delete 时,务必匹配:全局重载要声明在全局作用域;类内重载只影响该类,且需同时提供数组版本(operator new[]

真正难的不是写出来,而是想清楚「这个运算符在用户代码里会被怎么用」——比如 obj == nullptr 是否合法?obj + objobj + 5 是否都该支持?这些边界一旦定错,后续很难补救。

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