C++学习笔记----8、掌握类与对象（六）---- 操作符重载（1）

经常在对象上执行如相加，比较，文件传输等操作。例如，spreadsheet只有在可以在上面执行自述运算才有用，比如对整行的单元格求和。所有这些都可以通过重载操作符来完成。

许多人发现操作符重载的语法复杂而令人迷惑。至少一开始是这样。真实情况是想让事情更简单。在本节你会发现，那并不意味着写类时更简单，只是使用类时更简单。关键点是让新类与内建像int与double这样的类型一样简单：使用+来使对象相加要比记住不管是add()或是sum()这样的成员函数名要容易多了。

注意：作为服务给客户提供类的操作符重载。

在这一点上，你可能会想到底哪些操作符可以重载呢？答案是几乎所有--甚至是你没有听说过的。本章会浮光掠影地简单涉及一下：赋值操作符在本章的前面已经解释过了，而本节要介绍的是基础的算术操作符，缩写的算术操作符，以及比较操作符。重载流插入与释放操作符也比较有用。还有，有一些麻烦但是又比较有趣的东东，一开始你可能并不想用操作符重载来做。在标准库中大量使用操作符重载。以后我们会解释怎么以及什么时候重载其他的操作符。以及标准库方面的内容。

1、例子：SpreadsheetCell的另外内容的实现

在真正的面向对象的编程风格中，SpreadsheetCell对象应该能够把自己与其它SpreadsheetCell对象相加。将一个单元格与另一个单元格相加生成结果为第三个单元格。这并不会改变原来的任一单元格。SpreadsheetCell相加的意思就是单元格值的相加。

1.1、第一次尝试：加成员函数

可以为SpreadsheetCell类像这样声明与定义add()成员函数：

export class SpreadsheetCell
{
public:SpreadsheetCell add(const SpreadsheetCell& cell) const;// Omitted for brevity
};

该成员函数将两个单元格相加，返回一个新的第三个单元格，其值是前两个的和。声明为const并且用一个const SpreadsheetCell的引用是因为add()不会改变任意一个源单元格。下面是其实现：

SpreadsheetCell SpreadsheetCell::add(const SpreadsheetCell& cell) const
{return SpreadsheetCell { getValue() + cell.getValue() };
}

可以像这样来使用add()成员函数：

SpreadsheetCell myCell { 4 }, anotherCell { 5 };
SpreadsheetCell aThirdCell { myCell.add(anotherCell) };
auto aFourthCell { aThirdCell.add(anotherCell) };

这也可以达到目的，但是有一点儿繁琐，我们可以做得更好。

1.2、第二次尝试：重载操作符+作为成员函数

用加号类似于两个int或者两个double的方式来将两个单元格相加会比较方便--有点儿像下面这样：

SpreadsheetCell myCell { 4 }, anotherCell { 5 };
SpreadsheetCell aThirdCell { myCell + anotherCell };
auto aFourthCell { aThirdCell + anotherCell };

c++允许你写自己的加号版本，叫做加操作符，来正确地作用于类。为了做到这一点，写一个名字叫做operator+的成员函数，看起来像这样：

export class SpreadsheetCell
{
public:SpreadsheetCell operator+(const SpreadsheetCell& cell) const;// Omitted for brevity
};

注意：在operator与加号之间可以加入空格。例如，可以将operator+写成operator +。我们还是使用没有空格的风格。

重载的operator+成员函数的定义与add()成员函数的实现是一样的：

SpreadsheetCell SpreadsheetCell::operator+(const SpreadsheetCell& cell) const
{return SpreadsheetCell { getValue() + cell.getValue() };
}

现在你就可以使用前面展示的加号操作符来将两个单元格相加了。

我们还是比较习惯于这种语法。不要过于担心奇怪的成员函数名operator+----它就是一个类似于foo或add的名字而已。为了理解语法的其余部分，它有助于理解真实发生的情况。当c++编译器解析程序时，遇到比如说+,-,=,或<<这样的操作符，它会用operator+,operator-,operator=,或operator<<这样的名字来找函数或成员函数，特别是，带有适合的参数的。例如，当编译器看到下面的代码行，它会尝试在SpreadsheetCell类中去找成员函数名字为operator+，接受另一个SpreadsheetCell作为参数（或者，在本章后面会讨论到的，接受两个SpreadsheetCell参数的全局函数，名字叫做operator+）：

SpreadsheetCell aThirdCell { myCell + anotherCell };

如果SpreadsheetCell类包含这样一个operator+成员函数，上面的行就会被翻译成这样：

SpreadsheetCell aThirdCell { myCell.operator+(anotherCell) };

注意，operator+没有要求其参数的对象是与它所写的类是同一种类型。你可以写一个SpreadsheetCell的operator+，拿一个Spreadsheet去加到SpreadsheetCell。这对于程序员是讲不通的，但是编译器是允许的。下一节会给出一个SpreadsheetCell的operator+接受double值的例子。

也要注意，可以让operator+返回你想的任何类型。然而，应该遵循最少惊奇的原则；也就是说，operator+的返回类型通常应该是用户想要的。

1.2.1、隐式转换

令人吃惊的是，一旦写完前面所示的operator+，不但可以将两个单元格相加，也可以将一个单元格加到一个string_view，一个double，或一个int！下面是一些例子：

SpreadsheetCell myCell { 4 }, aThirdCell;
string str { "hello" };
aThirdCell = myCell + string_view{ str };
aThirdCell = myCell + 5.6;
aThirdCell = myCell + 4;

这些代码能跑的原因是编译器会比尝试找到合适的operator+的所指的正确的类型更多的工作。编译器也会尝试找到合适的类型转换。SpreadsheetCell类有转换构造函数将double或string_view转换成一个SpreadsheetCell。在前面的例子中，当编译器看到一个SpreadsheetCell尝试将自身加到一个double上，它发现SpreadsheetCell构造函数用了double并且构建了一个临时的SpreadsheetCell对象传递给operator+。同样的，当编译器看到代码行尝试将一个SpreadsheetCell加到一个string_view上时，它会调用string_view SpreadsheetCell构造函数生成一个临时的SpreadsheetCell传递给operator+。

要记住，虽然使用隐式转换构造函数可以效率不高，因为要生成临时对象。在这个例子中，为了避免隐式构建与double相加，可以写如下的第二个operator+:

SpreadsheetCell SpreadsheetCell::operator+(double rhs) const
{return SpreadsheetCell { getValue() + rhs };
}