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C++ 运算符重载：类内与类外重载详解

news 2025/9/21 7:47:22

什么是运算符重载？

运算符重载是 C++ 中的一种多态形式，它允许我们为自定义类型（类或结构体）定义运算符的行为。通过运算符重载，我们可以让自定义类型像内置类型一样使用运算符，使代码更加直观和易读。

类内重载（成员函数重载）

类内重载是将运算符重载函数定义为类的成员函数。这种重载方式中，运算符的左操作数必须是当前类的对象。

示例代码

#include <iostream>
using namespace std;class Vector {
private:double x, y;
public:Vector(double x = 0, double y = 0) : x(x), y(y) {}// 类内重载 + 运算符Vector operator+(const Vector& other) const {return Vector(x + other.x, y + other.y);}// 类内重载 - 运算符Vector operator-() const {return Vector(-x, -y);}// 类内重载 += 运算符Vector& operator+=(const Vector& other) {x += other.x;y += other.y;return *this;}// 类内重载 == 运算符bool operator==(const Vector& other) const {return (x == other.x) && (y == other.y);}void display() const {cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;}
};int main() {Vector v1(3, 4), v2(1, 2);cout << "v1: ";v1.display();cout << "v2: ";v2.display();Vector v3 = v1 + v2;cout << "v1 + v2: ";v3.display();Vector v4 = -v1;cout << "-v1: ";v4.display();v1 += v2;cout << "v1 += v2: ";v1.display();cout << "v1 == v2: " << (v1 == v2) << endl;return 0;
}

类外重载（非成员函数重载）

类外重载是将运算符重载函数定义为类的友元函数或普通函数。这种重载方式允许左操作数不是当前类的对象。

示例代码

#include <iostream>
using namespace std;class Vector {
private:double x, y;
public:Vector(double x = 0, double y = 0) : x(x), y(y) {}// 声明友元函数以便访问私有成员friend Vector operator*(const Vector& v, double scalar);friend Vector operator*(double scalar, const Vector& v);friend ostream& operator<<(ostream& os, const Vector& v);void display() const {cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;}
};// 类外重载 * 运算符（向量乘以标量）
Vector operator*(const Vector& v, double scalar) {return Vector(v.x * scalar, v.y * scalar);
}// 类外重载 * 运算符（标量乘以向量）
Vector operator*(double scalar, const Vector& v) {return v * scalar; // 重用上面的实现
}// 类外重载 << 运算符（输出向量）
ostream& operator<<(ostream& os, const Vector& v) {os << "(" << v.x << ", " << v.y << ")";return os;
}int main() {Vector v(3, 4);cout << "v: " << v << endl;Vector v2 = v * 2.5;cout << "v * 2.5: " << v2 << endl;Vector v3 = 3.0 * v;cout << "3.0 * v: " << v3 << endl;return 0;
}