所谓重载，就是赋予新的含义。函数重载（Function Overloading）可以让一个函数名有多种功能，在不同情况下进行不同的操作。运算符重载（Operator Overloading）也是一个道理，同一个运算符可以有不同的功能。

实际上，我们已经在不知不觉中使用了运算符重载。例如，+号可以对不同类型（int、float 等）的数据进行加法操作；<<既是位移运算符，又可以配合 cout 向控制台输出数据。C++ 本身已经对这些运算符进行了重载。

C++ 也允许程序员自己重载运算符，这给我们带来了很大的便利。

下面的代码定义了一个复数类，通过运算符重载，可以用+号实现复数的加法运算：

1. #include <iostream>

2. using namespace std;

3. classcomplex{

4. public:

5. complex();

6. complex(double real, double imag);

7. public:

8. //声明运算符重载

9. complexoperator+(const complex&A) const;

10. void display() const;

11. private:

12. double m_real;  //实部

13. double m_imag;  //虚部

14. };

15. complex::complex(): m_real(0.0), m_imag(0.0){ }

16. complex::complex(double real, double imag): m_real(real), m_imag(imag){ }

17. //实现运算符重载

18. complexcomplex::operator+(const complex&A) const{

19. complexB;

20. B.m_real = this->m_real + A.m_real;

21. B.m_imag = this->m_imag + A.m_imag;

22. return B;

23. }

24. void complex::display() const{

25. cout<<m_real<<" + "<<m_imag<<"i"<<endl;

26. }

27. int main(){

28. complexc1(4.3, 5.8);

29. complexc2(2.4, 3.7);

30. complexc3;

31. c3 = c1 + c2;

32. c3.display();

33. return 0;

34. }

运行结果：
6.7 + 9.5i

本例中义了一个复数类 complex，m_real 表示实部，m_imag 表示虚部，第 10 行声明了运算符重载，第 21 行进行了实现（定义）。认真观察这两行代码，可以发现运算符重载的形式与函数非常类似。

运算符重载其实就是定义一个函数，在函数体内实现想要的功能，当用到该运算符时，编译器会自动调用这个函数。也就是说，运算符重载是通过函数实现的，它本质上是函数重载。

运算符重载的格式为：

返回值类型 operator 运算符名称 (形参表列){
    //TODO:
}

operator是关键字，专门用于定义重载运算符的函数。我们可以将operator 运算符名称这一部分看做函数名，对于上面的代码，函数名就是operator+。

运算符重载函数除了函数名有特定的格式，其它地方和普通函数并没有区别。

上面的例子中，我们在 complex 类中重载了运算符+，该重载只对 complex 对象有效。当执行c3 = c1 + c2;语句时，编译器检测到+号左边（+号具有左结合性，所以先检测左边）是一个 complex 对象，就会调用成员函数operator+()，也就是转换为下面的形式：

c3 = c1.operator+(c2);

c1 是要调用函数的对象，c2 是函数的实参。

上面的运算符重载还可以有更加简练的定义形式：

1. complexcomplex::operator+(const complex&A)const{

2. return complex(this->m_real + A.m_real, this->m_imag + A.m_imag);

3. }

return 语句中的complex(this->m_real + A.m_real, this->m_imag + A.m_imag)会创建一个临时对象，这个对象没有名称，是一个匿名对象。在创建临时对象过程中调用构造函数，return 语句将该临时对象作为函数返回值。

在全局范围内重载运算符

运算符重载函数不仅可以作为类的成员函数，还可以作为全局函数。更改上面的代码，在全局范围内重载+，实现复数的加法运算：

1. #include <iostream>

2. using namespace std;

3. classcomplex{

4. public:

5. complex();

6. complex(double real, double imag);

7. public:

8. void display() const;

9. //声明为友元函数

10. friend complexoperator+(const complex&A, const complex&B);

11. private:

12. double m_real;

13. double m_imag;

14. };

15. complexoperator+(const complex&A, const complex&B);

16. complex::complex(): m_real(0.0), m_imag(0.0){ }

17. complex::complex(double real, double imag): m_real(real), m_imag(imag){ }

18. void complex::display() const{

19. cout<<m_real<<" + "<<m_imag<<"i"<<endl;

20. }

21. //在全局范围内重载+

22. complexoperator+(const complex&A, const complex&B){

23. complexC;

24. C.m_real = A.m_real + B.m_real;

25. C.m_imag = A.m_imag + B.m_imag;

26. return C;

27. }

28. int main(){

29. complexc1(4.3, 5.8);

30. complexc2(2.4, 3.7);

31. complexc3;

32. c3 = c1 + c2;

33. c3.display();

34. return 0;

35. }

运算符重载函数不是 complex 类的成员函数，但是却用到了 complex 类的 private 成员变量，所以必须在 complex 类中将该函数声明为友元函数。

当执行c3 = c1 + c2;语句时，编译器检测到+号两边都是 complex 对象，就会转换为类似下面的函数调用：

c3 = operator+(c1, c2);

小结

虽然运算符重载所实现的功能完全可以用函数替代，但运算符重载使得程序的书写更加人性化，易于阅读。运算符被重载后，原有的功能仍然保留，没有丧失或改变。通过运算符重载，扩大了C++已有运算符的功能，使之能用于对象。