运算符重载

struct Str
{int val = 3;
};
Str Add(Str x, Str y)
{Str z;z.val = x.val + y.val;return z;
}
int main()
{int val1 = 2;int val2 = 3;int val3 = val1 + val2; //分别对val1和val2求值然后相加Str x;Str y;Str z = Add(x, y); //同样的功能，但是写法冗杂Str a = x + y; //可以实现为这样的形式吗?两个Str类的对象相加会和两个int型的对象相加有不同的行为，如何定义这种行为?std::cout << z.val << std::endl;return 0;
}

● 使用 operator 关键字引入重载函数

struct Str
{int val = 3;
};
auto operator+(Str x, Str y) //基于#1处的角度，operator+是函数名称，参数列表不同，构成重载+运算符
{Str z;z.val = x.val + y.val;return z;
}
auto operator+(Str2 x, Str2 y) //#1: 对于Str2类型也存在两个对象相加的运算
{//Behavior different from auto operator+(Str x, Str y)
}
int main()
{Str x;Str y;Str z = x + y;std::cout << z.val << std::endl; //OKreturn 0;
}

– 重载不能发明新的运算，不能改变运算的优先级与结合性，通常不改变运算含义

auto operator@(Str x, Str y)  //基本内建类型中不存在@运算

struct Str
{int val = 3;
};
auto operator+(Str x, Str y)
{Str z;z.val = x.val - y.val; //符合C++标准，但是不符合加法运算符通常的含义return z;
}
int main()
{Str x;Str y;Str z = x + y;std::cout << z.val << std::endl;return 0;
}

– 函数参数个数与运算符操作数个数相同，至少一个为类类型

struct Str
{int val = 3;
};
auto operator+(Str x, Str y, Str t) //Error: Overloaded 'operator+' must be a unary or binary operator (has 3 parameters)
{Str z;z.val = x.val + y.val;return z;
}
int main()
{Str x;Str y;Str z = x + y; //Error: Invalid operands to binary expression ('Str' and 'Str')std::cout << z.val << std::endl;return 0;
}

auto operator+(int x, double y) //Error: Overloaded 'operator+' must have at least one parameter of class or enumeration type
{//Do something
}

– 除 operator() 外其它运算符不能有缺省参数

struct Str
{int val = 3;
};
auto operator+(Str x, Str y = Str{}) //Error: Parameter of overloaded 'operator+' cannot have a default argument
{Str z;z.val = x.val + y.val;return z;
}

struct Str
{int val = 3;auto operator()(int y = 3) //重载()运算符要类内定义，第一个小括号是运算符，第二个小括号内的int y(可以有缺省值,比如此处是3)是要放入第一个小括号内的参数{return val + y;}
};
int main()
{Str x;std::cout << x(5) << std::endl;std::cout << x() << std::endl;return 0;
}

– 可以选择实现为成员函数与非成员函数

struct Str
{int val = 3;auto operator()(int y = 3) //隶属于类Str，因此是成员函数{return val + y;}
};
Str Add(Str x, Str y) //定义成非成员函数
{Str z;z.val = x.val + y.val;return z;
}
auto operator+(Str x, Str y) //定义成非成员函数
{Str z;z.val = x.val + y.val;return z;
}
int main()
{Str x;std::cout << x(5) << std::endl;std::cout << x() << std::endl;return 0;
}

● 通常来说，实现为成员函数会以 *this 作为第一个操作数（注意 == 与 <=> 的重载）

struct Str
{int val = 3;//auto operator+(Str x, Str y) //包含三个参数: 类的缺省的对象、x和y。Error: Overloaded 'operator+' must be a unary or binary operator (has 3 parameters)auto operator+(Str input) //定义成成员函数，OK，包含两个参数: 类的缺省的对象、x{Str res;res.val = val + input.val;return res;}
};
int main()
{Str x;Str y;Str z = x + y; //x传值给重载+运算符的缺省参数，y传值给重载+运算符的inputstd::cout << z.val << std::endl;return 0;
}

● 根据重载特性，可以将运算符进一步划分（operator overloading - cppreference.com）：
– 可重载且必须实现为成员函数的运算符（ =,[],(),-> 与转型运算符）

C++标准的一个规定，无需问为什么=,[],(),-> 与转型运算符必须实现为成员函数的运算符

注意：所有可重载的运算符都可以实现为成员函数的运算符

– 可重载且可以实现为非成员函数的运算符

除了 =,[],(),-> 与转型运算符，其他的运算符一定程度上（一些情况下）可以实现为非成员函数的运算符

– 可重载但不建议重载的运算符（ &&, ||, 逗号运算符）
● C++17 中规定了相应的求值顺序但没有方式实现短路逻辑

– 不可重载的运算符（如 ? ：运算符）

参考
深蓝学院：C++基础与深度解析
operator overloading