C++运算符重载的基本规则

运算符重载必须遵循以下核心规则：

• 重载的运算符至少有一个操作数是用户定义类型（类或枚举类型）
• 不能创建新的运算符，只能重载现有运算符
• 不能改变运算符的优先级和结合性
• 不能改变运算符的操作数个数（如二元运算符不能重载为一元运算符）

可重载的运算符分类

大多数C++运算符可以重载，包括：

• 算术运算符：+ - * / %
• 关系运算符：== != < > <= >=
• 逻辑运算符：&& || !
• 位运算符：& | ^ ~ << >>
• 赋值运算符：= += -=等
• 其他运算符：[] () -> new delete ,等

不可重载的运算符包括：

• 成员访问运算符：.
• 成员指针运算符：.*
• 作用域解析运算符：::
• 条件运算符：?:
• sizeof和typeid运算符

成员函数与非成员函数重载

运算符可以通过成员函数或非成员函数重载，但有些运算符必须作为成员函数：

必须作为成员函数重载的运算符：

• 赋值运算符：=
• 函数调用运算符：()
• 下标运算符：[]
• 成员访问运算符：->

典型成员函数重载示例：

class Vector {
public:
    Vector operator+(const Vector& other) const {
        return Vector(x + other.x, y + other.y);
    }
private:
    int x, y;
};

典型非成员函数重载示例：

class Vector {
    friend Vector operator+(const Vector& a, const Vector& b);
};

Vector operator+(const Vector& a, const Vector& b) {
    return Vector(a.x + b.x, a.y + b.y);
}

特殊运算符的重载规则

赋值运算符=：

• 如果不显式定义，编译器会生成默认的按成员拷贝
• 需要处理自赋值情况
• 通常返回*this的引用

下标运算符[]：

• 通常需要提供const和非const两个版本
• 可以用于创建类似数组访问的接口

函数调用运算符()：

• 使对象可以像函数一样被调用
• 常用于函数对象（functor）

输入输出运算符<<和>>：

• 必须作为非成员函数重载
• 通常声明为类的友元函数

运算符重载的最佳实践

保持运算符的直观语义：

• 运算符行为应与内置类型类似
• 避免违反直觉的实现（如+执行减法操作）

考虑异常安全性：

• 运算符实现中要正确处理异常

返回值优化：

• 对于创建新对象的运算符，考虑返回值优化（RVO）

重载一致性：

• 相关运算符应一起重载（如==和!=，<和>等）