重載運算子

在C++中，預設除了基本資料型態可以使用運算子進行運算，例如int、double、char等，如果您要將兩個物件相加，預設上是不可行的。

然而很多情況下，您會想要將兩個物件的某些屬性值相加，並傳回運算後的結果，例如座標相加，如果您定義了Point2D類別，當中有x與y兩個屬性成員， 您會想要透過+或-運算子的動作得到座標相加或相減的動作，或是透過++與--來達到遞增或遞減的運算，在C++中，這可以透過重載運算子來達到目的。

運算子的重載其實是函式重載的一個延伸應用，您指定要重載哪一個運算子，並在類別中定義運算子如何動作，運算子重載的語法宣告如下所示： 

傳 回值 類別名稱::operator#(參數列) { 
    // 實作重載內容 
}

其中#中需指明您要重載哪一個運算子，例如重載一個+運算子，#處就替換為+運算子。

如果要重載++或--運算子，必須要注意到前置與後置的問題，例如一個變數x，您知道++前置時（++x）與++後置時（x++）實際上意義並不相同，在 重載時為了要區別前置與後置，C++中使用一個int參數來作區別：

傳 回型態 operator++();  // 前置，例如++x
傳 回型態 operator++(int); // 後置，例如x++
傳 回型態 operator--();  // 前置 ，例如 --x
傳 回型態 operator--(int); // 後置，例如 x--

在後置中會傳入一個0，但實質上沒有作用，只是作為識別前置與後置之用，通常在重載++與--運算子時，前置與後置都要重載；下面這個範例告訴您如何重載 +與-運算子，以及++與--運算子，以完成上面所提及的座標相加、相減、遞增、遞減的運算： 

• Point2D.h

class Point2D { 
public: 
    Point2D();
    Point2D(int, int);
    int x() {return _x;} 
    int y() {return _y;} 
    Point2D operator+(const Point2D&); // 重載+運算子 
    Point2D operator-(const Point2D&); // 重載-運算子 
    Point2D& operator++(); // 重載++前置，例如 ++p 
    Point2D operator++(int); // 重載++後置，例如 p++
    Point2D& operator--(); // 重載--前置，例如 --p 
    Point2D operator--(int); // 重載--後置，例如 p--
 
private:
    int _x;
    int _y; 
}; 

• Point2D.cpp

#include "Point2D.h"

Point2D::Point2D() {
    _x = 0;
    _y = 0;
}

Point2D::Point2D(int x, int y) {
    _x = x;
    _y = y;
}

Point2D Point2D::operator+(const Point2D &p) { 
    Point2D tmp(_x + p._x, _y + p._y); 
    return tmp; 
} 

Point2D Point2D::operator-(const Point2D &p) { 
    Point2D tmp(_x - p._x, _y - p._y); 
    return tmp; 
} 

Point2D& Point2D::operator++() { 
    _x++; 
    _y++; 

    return *this; 
} 

Point2D Point2D::operator++(int) { 
    Point2D tmp(_x, _y); 
    _x++; 
    _y++; 

    return tmp; 
} 

Point2D& Point2D::operator--() { 
    _x--; 
    _y--; 

    return *this; 
} 

Point2D Point2D::operator--(int) { 
    Point2D tmp(_x, _y); 
    _x--; 
    _y--; 

    return tmp; 
} 

• main.cpp

#include <iostream>
#include "Point2D.h"
using namespace std;

int main() {
    Point2D p1(5, 5);
    Point2D p2(10, 10);
    Point2D p3; 

    p3 = p1 + p2; 
    cout << "p3(x, y) = (" 
         << p3.x() << ", " << p3.y() 
         << ")" << endl; 

    p3 = p2 - p1; 
    cout << "p3(x, y) = (" 
         << p3.x() << ", " << p3.y() 
         << ")" << endl;
 
    p3 = ++p1;
    cout << "p3(x, y) = (" 
         << p3.x() << ", " << p3.y() 
         << ")" << endl; 

    return 0;
}

執行結果：

p3(x, y) = (15, 15) p3(x, y) = (5, 5) p3(x, y) = (6, 6)

在重載+與-號運算子時，所接收的物件引數來自被重載的運算子右邊，例如在程式碼中加法運算時，+右邊是p2，所以傳入的物件引數就是p2物件，減法運算 時-號右邊是p1，所以傳入的就是p1物件，在傳入引數時，您使用傳參考的方式進行，這可以省去物件複製的動作，您也可以不使用傳參考，這對這個程式並不 造 成結果的差異，但使用傳參考方式可以節省CPU在複製物件時的處理時間。

大部份的運算子都是可以被重載的，除了以下的運算子之外： 

.   ::   .*   ?: