Перегрузка операторов
Ключевое слово operator объявляет функцию, указывающую, что означает оператор-символ при применении к экземплярам класса. Это дает оператору более одного значения — «перегружает» его. Компилятор различает разные значения оператора, проверяя типы его операндов.
Синтаксис
type operator operator-symbol(parameter-list)
Замечания
Функцию большинства встроенных операторов можно переопределить глобально или для отдельных классов. Перегруженные операторы реализуются в виде функции.
Имя перегруженного оператора — operator x, где x — оператор, как показано в следующей таблице. Например, чтобы перегрузить оператор сложения, необходимо определить функцию с именем operator+. Аналогичным образом, чтобы перегрузить оператор добавления или назначения, +=определите функцию, называемую оператором +=.
Переопределяемые операторы
| Оператор | Имя. | Тип |
|---|---|---|
| , | Comma | Binary |
| ! | Логическое НЕ | Унарный |
| != | Неравенство | Binary |
| % | Модуль | Binary |
| %= | Назначение модуля | Binary |
| & | Побитовое И | Binary |
| & | Взятие адреса | Унарный |
| && | Логическое И | Binary |
| &= | Назначение побитового И | Binary |
| ( ) | Вызов функции | — |
| ( ) | Оператор приведения | Унарный |
| * | Умножение | Binary |
| * | Разыменование указателя | Унарный |
| *= | Присваивание умножения | Binary |
| + | Дополнение | Binary |
| + | Унарный плюс | Унарный |
| ++ | Добавочный 1 | Унарный |
| += | Присваивание сложения | Binary |
| — | Вычитание | Binary |
| — | Унарное отрицание | Унарный |
| — | Декремент 1 | Унарный |
| -= | Присваивание вычитания | Binary |
| -> | Выбор члена | Binary |
| ->* | Выбор указателя на член | Binary |
| / | Подразделение | Binary |
| /= | Присваивание деления | Binary |
| Меньше | Binary | |
| < | Сдвиг влево | Binary |
| Сдвиг влево и присваивание | Binary | |
| Меньше или равно | Binary | |
| = | Передача прав и обязанностей | Binary |
| == | Equality | Binary |
| > | Больше | Binary |
| >= | Больше или равно | Binary |
| >> | Сдвиг вправо | Binary |
| >>= | Сдвиг вправо и присваивание | Binary |
| [ ] | Индекс массива | — |
| ^ | Исключающее ИЛИ | Binary |
| ^= | Исключающее ИЛИ/присваивание | Binary |
| | | Побитовое ИЛИ | Binary |
| |= | Назначение побитового включающего ИЛИ | Binary |
| || | Логическое ИЛИ | Binary |
| ~ | Дополнение до единицы | Унарный |
| delete | DELETE | — |
| new | Новый | — |
| операторы преобразования | операторы преобразования | Унарный |
1 Две версии унарных операторов добавочного и декремента существуют: preincrement и postincrement.
Дополнительные сведения см . в общих правилах перегрузки операторов. Ограничения для разных категорий перегруженных операторов описываются в следующих разделах.
- Унарные операторы
- Бинарные операторы
- Передача прав и обязанностей
- Вызов функции
- Индексация
- Доступ к члену класса
- Добавочный и декремент.
- Пользовательские преобразования типов
Операторы, перечисленные в следующей таблице, не могут быть перегружены. Таблица содержит символы # препроцессора и ##.
Непереопределяемые операторы
| Оператор | Имя. |
|---|---|
| . | Выбор члена |
| .* | Выбор указателя на член |
| :: | Разрешение области |
| ? : | Условный |
| # | Препроцессор: преобразование в строку |
| ## | Препроцессор: конкатенация |
Хотя перегруженные операторы обычно называются компилятором неявным образом при их появлении в коде, их можно вызывать и явным образом — точно так же, как и любую функцию-член или функцию, не являющуюся членом.
Point pt; pt.operator+( 3 ); // Call addition operator to add 3 to pt. Пример
В следующем примере оператор перегружает + два сложных числа и возвращает результат.
// operator_overloading.cpp // compile with: /EHsc #include using namespace std; struct Complex < Complex( double r, double i ) : re(r), im(i) <>Complex operator+( Complex &other ); void Display( ) < cout private: double re, im; >; // Operator overloaded using a member function Complex Complex::operator+( Complex &other ) < return Complex( re + other.re, im + other.im ); >int main()
6.8, 11.2 В этом разделе
- Общие правила перегрузки операторов
- Перегрузка унарных операторов
- Бинарные операторы
- Передача прав и обязанностей
- Вызов функции
- Индексация
- Доступ к членам
Перегрузка оператора — предопределенные унарные, арифметические, арифметические операторы и операторы сравнения
Определяемый пользователем тип может перегружать предопределенный оператор C#. То есть тип может указать пользовательскую реализацию операции, если один или оба операнда принадлежат этому типу. В разделе Перегружаемые операторы показано, какие операторы C# можно перегружать.
Для объявления оператора используйте ключевое слово operator . Объявление оператора должно соответствовать следующим правилам:
- Оно должно включать public и модификатор static .
- У унарного оператора один входной параметр. У бинарного оператора два входных параметра. В каждом случае хотя бы один параметр должен иметь тип T или T? , где T — тип, который содержит объявление оператора.
В следующем примере определяется упрощенная структура, представляющая рациональное число. Структура перегружает некоторые арифметические операторы:
public readonly struct Fraction < private readonly int num; private readonly int den; public Fraction(int numerator, int denominator) < if (denominator == 0) < throw new ArgumentException("Denominator cannot be zero.", nameof(denominator)); >num = numerator; den = denominator; > public static Fraction operator +(Fraction a) => a; public static Fraction operator -(Fraction a) => new Fraction(-a.num, a.den); public static Fraction operator +(Fraction a, Fraction b) => new Fraction(a.num * b.den + b.num * a.den, a.den * b.den); public static Fraction operator -(Fraction a, Fraction b) => a + (-b); public static Fraction operator *(Fraction a, Fraction b) => new Fraction(a.num * b.num, a.den * b.den); public static Fraction operator /(Fraction a, Fraction b) < if (b.num == 0) < throw new DivideByZeroException(); >return new Fraction(a.num * b.den, a.den * b.num); > public override string ToString() => $" / "; > public static class OperatorOverloading < public static void Main() < var a = new Fraction(5, 4); var b = new Fraction(1, 2); Console.WriteLine(-a); // output: -5 / 4 Console.WriteLine(a + b); // output: 14 / 8 Console.WriteLine(a - b); // output: 6 / 8 Console.WriteLine(a * b); // output: 5 / 8 Console.WriteLine(a / b); // output: 10 / 4 >> Вы можете расширить предыдущий пример, определив неявное преобразование из int в Fraction . Затем перегруженные операторы будут поддерживать аргументы этих двух типов. То есть можно будет добавить целое число к дроби и получить дробь.
Можно также использовать ключевое слово operator для определения пользовательского преобразования типа. Дополнительные сведения см. в разделе Операторы пользовательского преобразования.
Перегружаемые операторы
В следующей таблице показаны операторы, которые могут быть перегружены:
| Операторы | Примечания. |
|---|---|
| +x , -x , !x ~x ++ — true false | false Операторы true должны быть перегружены вместе. |
| x + y , , x — y x / y x * y x % y , x & y , , x | y x ^ y x > y x >>> y |
|
| x == y , , x != y x > y x < y x = y | Должен быть перегружен в парах следующим образом: == и , < а != также >. = |
Не перегруженные операторы
В следующей таблице показаны операторы, которые не могут быть перегружены:
| Операторы | Альтернативные варианты |
|---|---|
| x && y , x || y | Перегрузите операторы true и false & операторы или | операторы. Дополнительные сведения см. в разделе «Определяемые пользователем условные логические операторы». |
| a[i] , a?[i] | Определите индексатор. |
| (T)x | Определите преобразования пользовательских типов, которые могут выполняться выражением приведения. Дополнительные сведения см. в разделе Операторы пользовательского преобразования. |
| += , -= , *= /= %= &= |= ^= >= >>>= | Перегрузите соответствующий двоичный оператор. Например, при перегрузке двоичного + оператора += неявно перегружен. |
| ^x , x = y , x.y x?.y c ? t : f x ?? y ??= y x..y , x->y => f(x) as await checked unchecked default delegate is nameof new sizeof , , stackalloc switch , typeof with |
Нет. |
Спецификация языка C#
Дополнительные сведения см. в следующих разделах статьи Спецификация языка C#:
См. также
- Операторы и выражения C#
- Операторы пользовательского преобразования
- Рекомендации по разработке. Перегрузки операторов
- Рекомендации по разработке. Операторы равенства
- Почему перегруженные операторы всегда являются статическими в C#?
Совместная работа с нами на GitHub
Источник этого содержимого можно найти на GitHub, где также можно создавать и просматривать проблемы и запросы на вытягивание. Дополнительные сведения см. в нашем руководстве для участников.
Обратная связь
Ожидается в ближайшее время: в течение 2024 года мы постепенно откажемся от GitHub Issues как механизма обратной связи для контента и заменим его новой системой обратной связи. Дополнительные сведения см. в разделе https://aka.ms/ContentUserFeedback.
Отправить и просмотреть отзыв по
Дополнительные ресурсы
Значок отказа согласно Закону Калифорнии о защите конфиденциальности потребителей (CCPA)
- Светлая
- Темная
- Высокая контрастность
- Предыдущие версии
- Блог
- Участие в доработке
- Конфиденциальность
- Условия использования
- Товарные знаки
- © Microsoft 2024
Как правильно перегружать операторы
Перегрузка операторов (operator overloading) позволяет определить для объектов классов втроенные операторы, такие как +, -, * и т.д. Для определения оператора для объектов своего класса, необходимо определить функцию, название которой содержит слово operator и символ перегружаемого оператора. Функция оператора может быть определена как член класса, либо вне класса.
Перегрузить можно только те операторы, которые уже определены в C++. Создать новые операторы нельзя. Также нельзя изменить количество операндов, их ассоциативность, приоритет.
Если функция оператора определена как отдельная функция и не является членом класса, то количество параметров такой функции совпадает с количеством операндов оператора. Например, у функции, которая представляет унарный оператор, будет один параметр, а у функции, которая представляет бинарный оператор, — два параметра. Если оператор принимает два операнда, то первый операнд передается первому параметру функции, а второй операнд — второму параметру. При этом как минимум один из параметров должен представлять тип класса.
Формальное определение операторов в виде функций-членов класса:
// бинарный оператор ReturnType operator Op(Type right_operand); // унарный оператор ClassType& operator Op();
Формальное определение операторов в виде функций, которые не являются членами класса:
// бинарный оператор ReturnType operator Op(const ClassType& left_operand, Type right_operand); // альтернативное определение, где класс, для которого создается оператор, представляет правый операнд ReturnType operator Op(Type left_operand, const ClassType& right_operand); // унарный оператор ClassType& operator Op(ClassType& obj);
Здесь ClassType представляет тип, для которого определяется оператор. Type — тип другого операнда, который может совпадать, а может и не совпадать с первым. ReturnType — тип возвращаемого результата, который также может совпадать с одним из типов операндов, а может и отличаться. Op — сама операция.
Рассмотрим пример с классом Counter, который хранит некоторое число:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout Counter operator + (const Counter& counter) const < return Counter; > private: int value; >; int main() < Counter c1; Counter c2; Counter c3 = c1 + c2; c3.print(); // Value: 30 >
Здесь в классе Counter определен оператор сложения, цель которого сложить два объекта Counter:
Counter operator + (const Counter& counter) const < return Counter; >
Текущий объект будет представлять левый операнд операции. Объект, который передается в функцию через параметр counter, будет представлять правый операнд операции. Здесь параметр функции определен как константная ссылка, но это необязательно. Также функция оператора определена как константная, но это тоже не обязательно.
Результатом оператора сложения является новый объект Counter, в котором значение value равно сумме значений value обоих операндов.
После опеределения оператора можно складывать два объекта Counter:
Counter c1; Counter c2; Counter c3 ; c3.print(); // Value: 30
Подобным образом можно определить функцию оператора вне класса:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout int value; // к приватным переменным внешняя функция оператора не может обращаться >; // определяем оператор сложения вне класса Counter operator + (const Counter& c1, const Counter& c2) < return Counter; > int main() < Counter c1; Counter c2; Counter c3 ; c3.print(); // Value: 30 >
Если бинарный оператор определяется в виде внешней функции, как здесь, то он принимает два параметра. Первый параметр будет представлять левый операнд операции, а второй параметр — правый операнд.
Но по сравнению с предыдущим кодом здесь сделано еще пару изменений. Во-первых, внешняя функция естественно не может обращаться к приватным полям класса, поэтому для доступа к ним придется создавать отдельные функции, которые бы возвращали значения полей. Я для простоты просто сделал переменную value публичной. Другим решением в данном случае могло быть определение дружественной функции оператора. Второй момент — внешние функции оператора не могут быть константными. Поэтому гораздо определение операторов внутри класса имеет некоторые преимущества.
Стоит отметить, что необязательно возвращать объект класса. Это может быть и любой объект в зависимости от ситуации. И также мы можем определять дополнительные перегруженные функции операторов:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout Counter operator + (const Counter& counter) const < return Counter; > int operator + (int number) const < return value + number; >private: int value; >; int main() < Counter counter; int number = counter + 30; std::cout
Здесь определена вторая версия оператора сложения, которая складывает объект Counter с числом и возвращает также число. Поэтому левый операнд операции должен представлять тип Counter, а правый операнд - тип int.
Какие операторы где переопределять? Операторы присвоения, индексирования ([]), вызова (()), доступа к члену класса по указателю (->) следует определять в виде функций-членов класса. Операторы, которые изменяют состояние объекта или непосредственно связаны с объектом (инкремент, декремент), обычно также определяются в виде функций-членов класса. Операторы выделения и удаления памяти ( new new[] delete delete[] ) определяются только в виде функций, которые не являются членами класса. Все остальные операторы можно определять как отдельные функции, а не члены класса.
Операторы сравнения
Результатом операторов сравнения ( == , != , < , >), как правило, является значение типа bool . Например, перегрузим данные операторы для типа Counter:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout bool operator == (const Counter& counter) const < return value == counter.value; >bool operator != (const Counter& counter) const < return value != counter.value; >bool operator > (const Counter& counter) const < return value >counter.value; > bool operator < (const Counter& counter) const < return value < counter.value; >private: int value; >; int main() < Counter c1(20); Counter c2(10); bool b1 = c1 == c2; // false bool b2 = c1 >c2; // true std::cout c2 b">default:#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout bool operator == (const Counter& counter) const = default; bool operator != (const Counter& counter) const = default; private: int value; >; int main() < Counter c1(20); Counter c2(10); bool b1 = c1 == c2; // false bool b2 = c1 != c2; // true std::cout bool operator == (const Counter& counter) const = default;По умолчанию будут сравниваться все поля класса, для которых определен оператор ==. Если значения всех полей будут равны, то оператор возвратить true
Операторы присвоения
Оператор присвоения обычно возвращает ссылку на свой левый операнд:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout // оператор присвоения Counter& operator += (const Counter& counter) < value += counter.value; return *this; // возвращаем ссылку на текущий объект >private: int value; >; int main() < Counter c1; Counter c2; c1 += c2; c1.print(); // Value: 70 >Унарные операции
Унарные операции обычно возвращают новый объект, созданный на основе имеющегося. Например, возьмем операцию унарного минуса:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout // оператор унарного минуса Counter operator - () const < return Counter; > private: int value; >; int main() < Counter c1; Counter c2 = -c1; // применяем оператор унарного минуса c2.print(); // Value: -20 >Здесь операция унарного минуса возвращает новый объект Counter, значение value в котором фактически равно значению value текущего объекта, умноженного на -1.
Операции инкремента и декремента
Особую сложность может представлять переопределение операций инкремента и декремента, поскольку нам надо определить и префиксную, и постфиксную форму для этих операторов. Определим подобные операторы для типа Counter:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout // префиксные операторы Counter& operator++ () < value += 1; return *this; >Counter& operator-- () < value -= 1; return *this; >// постфиксные операторы Counter operator++ (int) < Counter copy ; ++(*this); return copy; > Counter operator-- (int) < Counter copy ; --(*this); return copy; > private: int value; >; int main() < Counter c1; Counter c2 = c1++; c2.print(); // Value: 20 c1.print(); // Value: 21 --c1; c1.print(); // Value: 20 >Префиксные операторы должны возвращать ссылку на текущий объект, который можно получить с помощью указателя this:
Counter& operator++ ()
В самой функции можно определить некоторую логику по инкременту значения. В данном случае значение value увеличивается на 1.
Постфиксные операторы должны возвращать значение объекта до инкремента, то есть предыдущее состояние объекта. Поэтому постфиксная форма возвращает копию объекта до инкремента:
Counter operator++ (int) < Counter copy ; ++(*this); return copy; >Чтобы постфиксная форма отличалась от префиксной постфиксные версии получают дополнительный параметр типа int, который не используется. Хотя в принципе мы можем его использовать.
Переопределение оператора
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >int getValue()const private: int value; >; std::ostream& operator <<(std::ostream& stream, const Counter& counter) < stream << "Value: "; stream << counter.getValue(); return stream; >int main() < Counter counter1; Counter counter2; std::coutСтандартный выходной поток cout имеет тип std::ostream . Поэтому первый параметр (левый операнд) представляет объект ostream , а второй (правый операнд) - выводимый объект Counter. Поскольку мы не можем изменить стандартное определение std::ostream, поэтому определяем функцию оператора, которая не является членом класса.
std::ostream& operator
В данном случае для выводим значение переменной value. Для получения значения value извне класса Counter я добавил функцию getValue() .
Возвращаемое значение всегда должно быть ссылкой на тот же объект потока, на который ссылается левый операнд оператора.
После определения функции оператора можно выводить на консоль объекты Counter:
Counter counter1; std::coutВыражение одних операторов через другие
Иногда более оптимально выражать одни операторы через другие, нежели создавать отдельно операторы с повторяющейся логикой. Например:
#include class Counter < public: Counter(int n) < value = n; >void print() const < std::cout Counter& operator+=(const Counter& counter) < value += counter.value; return *this; >; Counter& operator+(const Counter& counter) < Counter copy< value >; // копируем данные текущего объекта return copy += counter; >; private: int value; >; int main() < Counter counter1; Counter counter2; counter1 += counter2; counter1.print(); // value: 30 Counter counter3 ; counter3.print(); // value: 40 >Здесь вначале реализован оператор сложения с присвоением +=:
Counter& operator+=(const Counter& counter) < value += counter.value; return *this; >;В функции оператора сложения мы создаем копию текущего объекта и к этой копии и аргументу применяем оператор +=:
Counter& operator+(const Counter& counter) < Counter copy< value >; // копируем данные текущего объекта return copy += counter; >;В данном случае суть сложения: к полю value прибавляем значение value другого объекта. Однако логика оператора может быть более сложной, и чтобы не повторяться, мы можем таким образом выражать одни операторы через другие.
Как правильно перегружать операторы
Перегрузка операторов (operator overloading) позволяет определить для объектов классов втроенные операторы, такие как +, -, * и т.д. Для определения оператора для объектов своего класса, необходимо определить функцию, название которой содержит слово operator и символ перегружаемого оператора. Функция оператора может быть определена как член класса, либо вне класса.
Перегрузить можно только те операторы, которые уже определены в C++. Создать новые операторы нельзя. Также нельзя изменить количество операндов, их ассоциативность, приоритет.
Если функция оператора определена как отдельная функция и не является членом класса, то количество параметров такой функции совпадает с количеством операндов оператора. Например, у функции, которая представляет унарный оператор, будет один параметр, а у функции, которая представляет бинарный оператор, - два параметра. Если оператор принимает два операнда, то первый операнд передается первому параметру функции, а второй операнд - второму параметру. При этом как минимум один из параметров должен представлять тип класса.
Формальное определение операторов в виде функций-членов класса:
// бинарный оператор ReturnType operator Op(Type right_operand); // унарный оператор ClassType& operator Op();Формальное определение операторов в виде функций, которые не являются членами класса:
// бинарный оператор ReturnType operator Op(const ClassType& left_operand, Type right_operand); // альтернативное определение, где класс, для которого создается оператор, представляет правый операнд ReturnType operator Op(Type left_operand, const ClassType& right_operand); // унарный оператор ClassType& operator Op(ClassType& obj);Здесь ClassType представляет тип, для которого определяется оператор. Type - тип другого операнда, который может совпадать, а может и не совпадать с первым. ReturnType - тип возвращаемого результата, который также может совпадать с одним из типов операндов, а может и отличаться. Op - сама операция.
Рассмотрим пример с классом Counter, который хранит некоторое число:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout Counter operator + (const Counter& counter) const < return Counter; > private: int value; >; int main() < Counter c1; Counter c2; Counter c3 = c1 + c2; c3.print(); // Value: 30 >Здесь в классе Counter определен оператор сложения, цель которого сложить два объекта Counter:
Counter operator + (const Counter& counter) const < return Counter; >Текущий объект будет представлять левый операнд операции. Объект, который передается в функцию через параметр counter, будет представлять правый операнд операции. Здесь параметр функции определен как константная ссылка, но это необязательно. Также функция оператора определена как константная, но это тоже не обязательно.
Результатом оператора сложения является новый объект Counter, в котором значение value равно сумме значений value обоих операндов.
После опеределения оператора можно складывать два объекта Counter:
Counter c1; Counter c2; Counter c3 ; c3.print(); // Value: 30Подобным образом можно определить функцию оператора вне класса:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout int value; // к приватным переменным внешняя функция оператора не может обращаться >; // определяем оператор сложения вне класса Counter operator + (const Counter& c1, const Counter& c2) < return Counter; > int main() < Counter c1; Counter c2; Counter c3 ; c3.print(); // Value: 30 >Если бинарный оператор определяется в виде внешней функции, как здесь, то он принимает два параметра. Первый параметр будет представлять левый операнд операции, а второй параметр - правый операнд.
Но по сравнению с предыдущим кодом здесь сделано еще пару изменений. Во-первых, внешняя функция естественно не может обращаться к приватным полям класса, поэтому для доступа к ним придется создавать отдельные функции, которые бы возвращали значения полей. Я для простоты просто сделал переменную value публичной. Другим решением в данном случае могло быть определение дружественной функции оператора. Второй момент - внешние функции оператора не могут быть константными. Поэтому гораздо определение операторов внутри класса имеет некоторые преимущества.
Стоит отметить, что необязательно возвращать объект класса. Это может быть и любой объект в зависимости от ситуации. И также мы можем определять дополнительные перегруженные функции операторов:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout Counter operator + (const Counter& counter) const < return Counter; > int operator + (int number) const < return value + number; >private: int value; >; int main() < Counter counter; int number = counter + 30; std::coutЗдесь определена вторая версия оператора сложения, которая складывает объект Counter с числом и возвращает также число. Поэтому левый операнд операции должен представлять тип Counter, а правый операнд - тип int.
Какие операторы где переопределять? Операторы присвоения, индексирования ([]), вызова (()), доступа к члену класса по указателю (->) следует определять в виде функций-членов класса. Операторы, которые изменяют состояние объекта или непосредственно связаны с объектом (инкремент, декремент), обычно также определяются в виде функций-членов класса. Операторы выделения и удаления памяти ( new new[] delete delete[] ) определяются только в виде функций, которые не являются членами класса. Все остальные операторы можно определять как отдельные функции, а не члены класса.
Операторы сравнения
Результатом операторов сравнения ( == , != , < , >), как правило, является значение типа bool . Например, перегрузим данные операторы для типа Counter:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout bool operator == (const Counter& counter) const < return value == counter.value; >bool operator != (const Counter& counter) const < return value != counter.value; >bool operator > (const Counter& counter) const < return value >counter.value; > bool operator < (const Counter& counter) const < return value < counter.value; >private: int value; >; int main() < Counter c1(20); Counter c2(10); bool b1 = c1 == c2; // false bool b2 = c1 >c2; // true std::cout c2 b">default:#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout bool operator == (const Counter& counter) const = default; bool operator != (const Counter& counter) const = default; private: int value; >; int main() < Counter c1(20); Counter c2(10); bool b1 = c1 == c2; // false bool b2 = c1 != c2; // true std::cout bool operator == (const Counter& counter) const = default;По умолчанию будут сравниваться все поля класса, для которых определен оператор ==. Если значения всех полей будут равны, то оператор возвратить true
Операторы присвоения
Оператор присвоения обычно возвращает ссылку на свой левый операнд:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout // оператор присвоения Counter& operator += (const Counter& counter) < value += counter.value; return *this; // возвращаем ссылку на текущий объект >private: int value; >; int main() < Counter c1; Counter c2; c1 += c2; c1.print(); // Value: 70 >Унарные операции
Унарные операции обычно возвращают новый объект, созданный на основе имеющегося. Например, возьмем операцию унарного минуса:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout // оператор унарного минуса Counter operator - () const < return Counter; > private: int value; >; int main() < Counter c1; Counter c2 = -c1; // применяем оператор унарного минуса c2.print(); // Value: -20 >Здесь операция унарного минуса возвращает новый объект Counter, значение value в котором фактически равно значению value текущего объекта, умноженного на -1.
Операции инкремента и декремента
Особую сложность может представлять переопределение операций инкремента и декремента, поскольку нам надо определить и префиксную, и постфиксную форму для этих операторов. Определим подобные операторы для типа Counter:
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >void print() < std::cout // префиксные операторы Counter& operator++ () < value += 1; return *this; >Counter& operator-- () < value -= 1; return *this; >// постфиксные операторы Counter operator++ (int) < Counter copy ; ++(*this); return copy; > Counter operator-- (int) < Counter copy ; --(*this); return copy; > private: int value; >; int main() < Counter c1; Counter c2 = c1++; c2.print(); // Value: 20 c1.print(); // Value: 21 --c1; c1.print(); // Value: 20 >Префиксные операторы должны возвращать ссылку на текущий объект, который можно получить с помощью указателя this:
Counter& operator++ ()
В самой функции можно определить некоторую логику по инкременту значения. В данном случае значение value увеличивается на 1.
Постфиксные операторы должны возвращать значение объекта до инкремента, то есть предыдущее состояние объекта. Поэтому постфиксная форма возвращает копию объекта до инкремента:
Counter operator++ (int) < Counter copy ; ++(*this); return copy; >Чтобы постфиксная форма отличалась от префиксной постфиксные версии получают дополнительный параметр типа int, который не используется. Хотя в принципе мы можем его использовать.
Переопределение оператора
#include class Counter < public: Counter(int val) < value =val; >int getValue()const private: int value; >; std::ostream& operator <<(std::ostream& stream, const Counter& counter) < stream << "Value: "; stream << counter.getValue(); return stream; >int main() < Counter counter1; Counter counter2; std::coutСтандартный выходной поток cout имеет тип std::ostream . Поэтому первый параметр (левый операнд) представляет объект ostream , а второй (правый операнд) - выводимый объект Counter. Поскольку мы не можем изменить стандартное определение std::ostream, поэтому определяем функцию оператора, которая не является членом класса.
std::ostream& operator
В данном случае для выводим значение переменной value. Для получения значения value извне класса Counter я добавил функцию getValue() .
Возвращаемое значение всегда должно быть ссылкой на тот же объект потока, на который ссылается левый операнд оператора.
После определения функции оператора можно выводить на консоль объекты Counter:
Counter counter1; std::coutВыражение одних операторов через другие
Иногда более оптимально выражать одни операторы через другие, нежели создавать отдельно операторы с повторяющейся логикой. Например:
#include class Counter < public: Counter(int n) < value = n; >void print() const < std::cout Counter& operator+=(const Counter& counter) < value += counter.value; return *this; >; Counter& operator+(const Counter& counter) < Counter copy< value >; // копируем данные текущего объекта return copy += counter; >; private: int value; >; int main() < Counter counter1; Counter counter2; counter1 += counter2; counter1.print(); // value: 30 Counter counter3 ; counter3.print(); // value: 40 >Здесь вначале реализован оператор сложения с присвоением +=:
Counter& operator+=(const Counter& counter) < value += counter.value; return *this; >;В функции оператора сложения мы создаем копию текущего объекта и к этой копии и аргументу применяем оператор +=:
Counter& operator+(const Counter& counter) < Counter copy< value >; // копируем данные текущего объекта return copy += counter; >;В данном случае суть сложения: к полю value прибавляем значение value другого объекта. Однако логика оператора может быть более сложной, и чтобы не повторяться, мы можем таким образом выражать одни операторы через другие.