C++ 重载运算符和重载函数

C++中的重载运算符和重载函数是多态性的重要表现形式之一，它们允许开发者在同一上下文中使用相同的函数名或运算符，但通过不同的参数或操作符号来实现不同的功能。

重载函数（Function Overloading）

重载函数指的是在同一作用域中可以定义多个同名函数，但这些函数必须具有不同的参数列表（参数类型、参数数量或参数顺序不同）。重载函数允许使用相同的函数名来处理不同类型的输入，而无需为每种输入类型创建单独的函数名。

示例：重载函数

cpp 复制代码

#include <iostream>

// 重载的 print 函数，处理不同的数据类型
void print(int i) {
    std::cout << "整数: " << i << std::endl;
}

void print(double f) {
    std::cout << "浮点数: " << f << std::endl;
}

void print(const std::string &str) {
    std::cout << "字符串: " << str << std::endl;
}

int main() {
    print(10);          // 调用 print(int)
    print(3.14);        // 调用 print(double)
    print("Hello");     // 调用 print(std::string)
    return 0;
}

代码运行结果：

cpp 复制代码

整数: 10
浮点数: 3.14
字符串: Hello

进程已结束，退出代码为 0

重载函数注意事项：

在使用重载函数时，开发者需要注意以下几点，以避免常见的错误和潜在的问题：

1. 参数列表必须不同

重载函数的唯一区分标准是参数列表（包括参数类型、数量、顺序），返回类型不能作为重载的区分标准。
如果仅通过返回类型来区分重载函数，编译器会报错。

代码示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

using namespace std;

// 错误示例：仅通过返回类型区分
int func(int x) {
    return x;
}

double func(int x) {  // 错误：与上面的函数参数列表相同
    return x + 0.5;
}

int main(){

    func(10);

    return 0;
}

2. 默认参数与重载

当使用默认参数时，如果重载函数与默认参数组合使用，可能会导致二义性。
如果可能的情况下，应该尽量避免在重载函数中使用默认参数，或者确保不会产生二义性。

cpp 复制代码

//函数重载注意事项
//1.引用作为重载条件
#include "iostream"
using namespace std;

void func(int &a){
    cout << "func (int &a) 调用" << endl; // int &a = 10;不合法
}

void func(const int &a)
{
    cout << "func (const int &a) 调用" << endl;//const int &a = 10;合法
}

//2.函数重载碰到函数默认参数
void func2(int a)
{
    cout << "func2(int a) 的调用" << endl;
}

void func2(int a,int b = 10)
{
    cout << "func2(int a) 的调用" << endl;
}

int main(){
    int a = 10;
    int &b = a;
    const int &c = a;
    func(a);
    func(b);
    func (c);
    func (10);
    func(3.14);
    func2(10);//当函数重载碰到默认参数时会出现二义性，会报错

    return 0;

}

重载运算符（Operator Overloading）

重载运算符指的是通过自定义运算符的行为，使得运算符可以作用于用户定义的类型（如类和结构体）。运算符重载使得类对象可以直接使用类似于内置类型的操作符，从而提高代码的直观性和可维护性。

示例：重载运算符

cpp 复制代码

#include <iostream>

class Complex {
private:
    double real, imag;
public:
    Complex(double r, double i) : real(r), imag(i) {}

    // 重载 "+" 运算符，用于复数相加
    Complex operator+(const Complex &other) const {
        return Complex(real + other.real, imag + other.imag);
    }

    void print() const {
        std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Complex c1(3.0, 4.0);
    Complex c2(1.0, 2.0);
    Complex c3 = c1 + c2;  // 使用重载的 "+" 运算符
    c3.print();            // 输出: 4.0 + 6.0i
    return 0;
}

作用：

使用户定义的类型（如类）可以像内置类型一样使用运算符，从而增强了类的可用性。
可以通过定义自然的运算符行为来提高代码的直观性和简洁性。

总结

重载函数允许同一函数名接受不同类型或数量的参数。
重载运算符允许开发者为自定义类型定义或修改运算符的行为。

这些特性使C++具有更强的灵活性和可扩展性，有助于编写简洁、易读的代码。