【为什么】C++ 中需要运算符重载

运算符重载的主要目的是为了方便程序员使用自定义类型。在某些情况下，C++的内置类型可能无法满足程序的需要，需要使用自定义类型。在这种情况下，合适的操作符重载可以使自定义类型的操作像内置类型一样自然。

运算符重载的另一个目的是提高代码的可读性和可维护性。操作符重载允许我们在代码中使用一些符号，帮助我们表达代码的目的，而无需使用冗长的函数名称。

此外，C++标准库提供了许多用于处理自定义类型的函数和算法，这些函数和算法通常都使用操作符重载。

假设我们有一个自定义的Complex类，表示复数。我们想重载运算符以实现复数加法和复数减法。以下是一个简单的例子实现

// Complex 类定义 
class Complex {
private:
    double real, imag;
public:
    Complex(double r=0, double i=0) : real(r), imag(i) {};
    Complex operator+(const Complex& c) {
        return Complex(real + c.real, imag + c.imag);
    }
    Complex operator-(const Complex& c) {
        return Complex(real - c.real, imag - c.imag);
    }
    void print() {
        std::cout << "(" << real << "," << imag << ")" << std::endl;
    }
};
// main 函数
int main ()
{
  Complex a(2.0,3.0);
  Complex b(4.0, 5.0);
  Complex c = a + b; // 调用重载运算符实现 a + b
  Complex d = a - b; // 调用重载运算符实现 a - b
  c.print(); // 输出 (6,8)
  d.print(); // 输出 (-2,-2)
  return 0;
}

在这个例子中，我们重载了Complex的加号和减号运算符，以便实现两个复数的加法和减法。我们使用运算符“+”来表示复数加法，用运算符“-”表示减法。运算符重载可以使代码更具有可读性和可重用性。

为什么complex operator + (const Complex& c)

在 C++ 中，使用 const 关键字可以将对象或指针声明为常量，表示它们的值不可更改。在函数形参中使用 const 关键字，可以避免无意修改参数的值，同时可以提高代码的健壮性和可读性。

在 Complex 类的成员函数 operator+ 函数中，const 关键字用于函数参数 const Complex& c 上。这表示函数不会修改传递给它的参数对象 c 本身。

当我们使用 const Complex& 引用时，我们可以避免复制传递的对象，减少了临时创建副本的时间和空间消耗，提高了程序的效率。而且，使用 const 还可以防止意外修改传递的参数值，使得代码更加安全、可靠。

当我们将该运算符作为成员函数时，该函数只有一个参数。这个参数是我们想要重载的运算符右侧的运算值。因此，使用 const Complex & 在参数前表示我们将不会修改这个参数，并且使用 & 表示我们将以引用方式传递参数，从而避免创建副本并减少程序的开销。

总之，在这个例子中，使用 const 关键字可以为该函数提供一个额外的保障，避免了不必要的错误并提高了代码的可维护性和安全性。