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函数重载与操作符重载的深入理解

函数重载

函数重载是C++中的一大特性，它允许在同一个作用域内定义多个名相同的函数。这些函数通过参数的不同来区分，编译器会根据函数调用的参数依次选择合适的函数执行。

函数重载的本质

• 相互独立的不同函数：每个重载函数都是独立的，具有不同的参数定义。
• 函数名和参数：函数的唯一标识由其名和参数类型组成。
• 无法直接通过函数名获取入口地址：函数重载依赖于编译器的支持，无法通过符号链接直接获取函数入口地址。
• 必须在同一个作用域内：函数重载必须在同一个作用域内进行。

类中的函数重载

在类中，函数重载可以应用于静态成员函数和普通成员函数，但全局函数和成员函数不能构成重载关系。

操作符重载

操作符重载是C++中的一大优势，它允许我们为用户定义类操作符，使得对象能够像普通变量一样进行运算。

操作符重载的定义

操作符重载通过在函数前使用operator关键字定义。定义方式如下：

[返回类型] operator [操作符] ([参数]) {
    // 函数体
}

操作符重载的实现方式

• 全局操作符重载函数：这些函数不依赖于任何对象，直接处理操作符的参数。
• 成员操作符重载函数：这些函数属于类的成员，操作符执行时会传入this指针。

注意事项

• 操作符重载不能改变原操作符的优先级：必须遵循运算符的正常优先级。
• 操作数的个数不能改变：操作符重载函数的参数个数必须与原操作符一致。
• 参数应为const class_name &：以避免产生临时对象。
• 一元操作符：某些操作符（如赋值、下标等）必须为成员函数，需要有对象支持。

常见的二元操作符

• 加法+
• 逻辑或||
• 逗号`,``
• 赋值=
• 成员访问箭头->

操作符重载的应用

以加法+为例：

Test t3 = t1 + t2; // 调用的是全局操作符重载函数
Test t3 = t1.operator+(t2); // 调用的是成员操作符重载函数

复数类的操作符重载

复数类需要实现以下运算：

• 加法+：实部和虚部分别相加。
• 减法-：实部和虚部分别相减。
• 乘法*：使用复数乘法公式。
• 除法/：使用复数除法公式。
• 比较操作符==和!=：比较实部和虚部。
• 赋值操作符=：复数的赋值操作。
• 求模成员函数：计算复数的模长。

复数类的实现

class Complex {
private:
    double a;
    double b;
public:
    Complex(int a = 0, int b = 0) {}
    Complex operator+(const Complex &t) {
        Complex ret;
        ret.a = a + t.a;
        ret.b = b + t.b;
        return ret;
    }
    // 其他操作符重载函数...
}

测试与验证

编写测试文件验证复数类的功能：

#include "stdio.h"
#include "Complex.h"
int main() {
    Complex t1(1, 3);
    Complex t2(2, 6);
    Complex t3 = t1 + t2;
    printf("t3.a = %.2f, t3.b = %.2f\n", t3.getA(), t3.getB());
    printf("t3的模 = %.2f\n", t3.getModulus());
    return 0;
}

运行结果

t3.a = 3.00, t3.b = 9.00
t3的模 = 9.49

通过这些实例可以看出，操作符重载在复数类中的应用使得复数运算变得自然且直观。

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