运算符重载（Operator overloading）是C++重要特性之一，本文将介绍运算符重载在C++标准库里的妙用。如果你对C++的运算符重载掌握的游刃有余，那就无需继续往下看了。

运算符重载带来的好处就是——让代码变得简洁。下面将展示几个标准库因使用运算符重载而是代码简洁的实例。

Hello, World与operator<<

刚学C++时看到的第一个C++程序就是Hello World，它当时长得这样：

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
	cout << "Hello, world!" << endl;
	return 0;
}

当时，我以为 cout << sth 和 cin >> xxx 这是“必须的格式”；这只是运算符重载在标准库里的一个缩影而已。这里实际调用的是<string>定义的：

  extern template ostream& operator<<(ostream&, const char*);

容器与operator[]

下面展示vector和map因提供了operator[]而使程序变得简洁的实例。

vector::operator[]

STL 容器（Container）中的vector，map，都提供了operator[]，对于vector，operator[]使得它的用法“和数组类似”，就是可以用下标访问vector的元素：

	int firstInt = ivec[0]; // operator[]
	ivec[0] = 1; // 

如果没有运算符重载，同样的功能很可能就要写成：

	int firstInt = ivec.get(0); 
	ivec.set(0, 1); 

这就不再像数组那么“亲切”了。

下面的代码是求vector<int> ivec内所有元素和的代码：

	int sum = 0;
	for(int i=0; i < ivec.size(); i++) {
		sum += ivec[i];
	}

map::operator[]

	string word;
	map<string, int> dict;
	
	while(cin >> word)
	{
		dict[word]++; // operator[]
	}

可以从cplusplus.com上看到，对于map，如果没有operator[]，那上面的 dict[word]++ 一行要写成：

map<string, int>::iterator it = dict.find(word);
if(it != dict.end()) {
	it->second++;
}
else {
	dict.insert(make_pair(word, 1));
}

使用C++标准库实现的"单词统计"，整个程序如下：

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
	string word;
	map<string, int> dict;
	
	while(cin >> word)
	{
		dict[word]++;
	}
	
	// output:
	for(map<string, int>::iterator it = dict.begin(); it != dict.end(); ++it)
	{
		cout << it->first << "\t" << it->second << "\n";
	}
	return 0;
}

迭代器与operator++

上面“单词统计”的代码，已经使用设计到了iterator，正是“迭代器”。简单地说，迭代器就是有指针功能的class类型；而它的“指针”功能，正是经由运算符重载实现的。

比如下面代码可以输出vecotr<int> ivec的全部元素：

	for(vector<int>::iterator it = ivec.begin(); 
		it != ivec.end(); // operator!=
		it++) { // operator++
			printf("%d\n",
				*it); // operator*
		}

关于迭代器，最为激进的莫过于：

copy(istream_iterator<char>(cin), istream_iterator<char>(), ostream_iterator<char>(cout, "")); 

string与operator+=

标准库的string，提供了operator[]，使得用户可以使用下标运算符访问字符串中的字符，这和char array, char pointer无异。例如：

str1[0] = str2[0];
str2[0] = 'A';

除此之外，string还提供了重载了的operator+=，可以向已有的string对象追加字符和字符串（包括char array，char pointer）。例如：

str1 += '!';
str1 += str2;
str1 += "literal string";

函数对象与operator()

在<algorithm>提供的众多算法中，大多都有两个版本，其中一个版本多出一个叫做Function Object的参数，比如sort:

template <class RandomAccessIterator>
  void sort ( RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last );

template <class RandomAccessIterator, class Compare>
  void sort ( RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp );

到底什么是Function Object呢？字面理解就是一个可以当函数调用的对象，其实就是一个重载了operator()的对象，比如要实现对一个vector<string>按照字符串长度对元素排序，可以传入一个这个Functor的实例：

struct StrLenComp
{
	bool operator()(const string& a, const string& b) {
		return a.length() < b.length();
	}
};

[](const string& a, const string& b){ return a.length() < b.length(); }

小结

上面列出的是标准库中最广为认知的运算符重载的例子，但标准库使用运算符重载的地方远不止此。

实质

C++中运算符重载实际上和成员函数并没有两样，只是写起来更简洁一点罢了。编译时，它们都会被修改为编译器内部的名称，也同样支持“重载”——参数列表不同。

C++运算符重载的妙用