成员函数的操作符重载

之前这篇函数重载：同名函数如何共存？说过函数重载，现在这篇来聊聊操作符重载。

操作符重载语法

在 C++ 中，操作符重载的实质是定义一个函数，但函数名不是普通的标识符，而是 operator 后紧跟要重载的操作符。

核心语法： 返回类型 operator@ (参数列表);

例如：complex& operator+= (const complex& r); 表示重载 += 操作符。

C++ 希望使用自定义类型时能像内置类型一样自然。例如 c2 += c3 比 c2.add(c3) 更直观，因为复数运算本就是数学符号。C++ 允许你将 += 重新定义为成员函数，让语法贴近数学。

不能重载的操作符有：.（成员访问）、::（作用域解析）、.*（成员指针访问）、?:（条件三目）。重载后，操作符的优先级和结合性不会改变。只能重载已有的操作符，不能发明新的（如 ** 在 C++ 中不合法）。

隐藏的 this 指针

编译器在处理成员函数时，会自动为每个非静态成员函数添加一个隐藏参数，即 this 指针。这解释了为什么成员函数内部可以直接访问调用对象的数据。

核心概念：this 指针

• this 是一个指针，其类型是 ClassName * const（指针本身不能被修改，但指向的对象可改）。
• 它存储了调用该成员函数对象的地址。
• 你不需要写 this，也不能在参数列表中显式声明它。但可以在函数体中使用它（例如 this->real 访问成员，或 return *this 返回当前对象）。

编译器视角的变换：源代码：c2 += c3;
编译器转换为：c2.operator+=(c3);
进一步，编译器在内部把 c2 的地址传给隐藏的 this 参数：operator+=(&c2, c3);

很多初学者困惑：为什么成员函数可以“凭空”访问 real 和 imag？这正是 this 的秘密。

当你写 real += r.real; 时，实际上就是 this->real += r.real;

this 自动指向 c2，所以 real 就是 c2.real

二元操作符

对于二元操作符（如 +, +=, *, < 等），当使用成员函数形式重载时，必须遵守左操作数是本类对象的约定。

核心概念：左操作数（左值）与右操作数（右值）

• 在表达式 a @ b 中，a 是左操作数，b 是右操作数。
• 如果 @ 被重载为成员函数，则：a @ b 等价于 a.operator@(b)。
• 因此，左操作数 a 必须是类的对象（或对类对象的引用），因为它是成员函数的调用者。

注意：如果左操作数不是本类类型（例如 double + complex），则不能用成员函数重载。此时必须使用非成员函数形式