C++运算符重载（友元函数方式）

我们知道，C++中的运算符重载有两种形式：①重载为类的成员函数（见C++运算符重载（成员函数方式）），②重载为类的友元函数。

当重载友元函数时，将没有隐含的参数this指针。这样，对双目运算符，友元函数有2个参数，对单目运算符，友元函数有一个参数。但是，有些运行符不能重载为友元函数，它们是：=,(),[]和-＞。

重载为友元函数的运算符重载函数的定义格式如下：

friend 函数类型 operator 运算符（形参表）
{
    函数体;
} 

一、程序实例

//运算符重载:友元函数方式
#include <iostream.h>

class complex //复数类
{
public:
    complex(){ real = imag = ;}
    complex(double r, double i)
    {
        real = r;
        imag = i;
    }
    friend complex operator + (const complex &c1, const complex &c2); //相比于成员函数方式,友元函数前面加friend，形参多一个，去掉类域
    friend complex operator - (const complex &c1, const complex &c2); //成员函数方式有隐含参数，友元函数方式无隐含参数
    friend complex operator * (const complex &c1, const complex &c2);
    friend complex operator / (const complex &c1, const complex &c2);

    friend void print(const complex &c); //友元函数

private:
    double real; //实部
    double imag; //虚部

};

complex operator + (const complex &c1, const complex &c2)
{
    return complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);
}

complex operator - (const complex &c1, const complex &c2)
{
    return complex(c1.real - c2.real, c1.imag - c2.imag);
}

complex operator * (const complex &c1, const complex &c2)
{
    return complex(c1.real * c2.real - c1.imag * c2.imag, c1.real * c2.real + c1.imag * c2.imag);
}

complex operator / (const complex &c1, const complex &c2)
{
    return complex( (c1.real * c2.real + c1.imag * c2. imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag),
        (c1.imag * c2.real - c1.real * c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag) );
}

void print(const complex &c)
{
    if(c.imag < )
        cout<<c.real<<c.imag<<'i'<<endl;
    else
        cout<<c.real<<'+'<<c.imag<<'i'<<endl;
}

int main()
{
    complex c1(2.0, 3.5), c2(6.7, 9.8), c3;
    c3 = c1 + c2;
    cout<<"c1 + c2 = ";
    print(c3); //友元函数不是成员函数，只能采用普通函数调用方式,不能通过类的对象调用

    c3 = c1 - c2;
    cout<<"c1 - c2 = ";
    print(c3);

    c3 = c1 * c2;
    cout<<"c1 * c2 = ";
    print(c3);

    c3 = c1 / c2;
    cout<<"c1 / c2 = ";
    print(c3);
    return ;
}

二、程序运行结果

从运行结果上我们就可以看出来，无论是通过成员函数方式还是采用友元函数方式，其实现的功能都是一样的，都是重载运算符，扩充其功能，使之能够应用于用户定义类型的计算中。

三、两种重载方式（成员函数方式与友元函数方式）的比较

一般说来，单目运算符最好被重载为成员；对双目运算符最好被重载为友元函数，双目运算符重载为友元函数比重载为成员函数更方便此，但是，有的双目运算符还是重载为成员函数为好，例如，赋值运算符。因为，它如果被重载为友元函数，将会出现与赋值语义不一致的地方。