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C++如何实现对象比较与运算符重载

P粉602998670

发布： 2025-09-10 10:18:01

原创

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C++中对象比较需通过运算符重载实现，支持成员函数或全局友元函数形式，C++20引入的<=>可自动生成比较操作，提升代码简洁性与一致性。

c++如何实现对象比较与运算符重载

在C++中，对象之间的比较需要通过运算符重载来实现。默认情况下，类对象不能直接使用

==

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、

!=

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、

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等比较运算符，除非我们显式定义这些行为。通过重载这些运算符，可以让自定义类型像基本类型一样进行比较和操作。

运算符重载的基本概念

运算符重载允许我们为类类型定义特定运算符的行为。可以重载的比较运算符包括：

==

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、

!=

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、

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、

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、

<=

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、

>=

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。重载方式有两种：作为类的成员函数或作为全局函数（通常声明为友元）。

以一个简单的

Point

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类为例：

class Point {
public:
    int x, y;
    Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}

    // 成员函数形式重载 ==
    bool operator==(const Point& other) const {
        return x == other.x && y == other.y;
    }

    // 成员函数形式重载 !=
    bool operator!=(const Point& other) const {
        return !(*this == other);
    }
};

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成员函数的左侧操作数是

*this

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，右侧是参数。这种方式适用于大多数二元运算符。

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全局函数重载与友元

某些情况下，比如希望支持隐式类型转换或对称操作（如

int + Point

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），更适合使用全局函数。对于访问私有成员的情况，可将全局函数声明为友元。

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class Point {
private:
    int x, y;
public:
    Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}

    // 声明友元函数
    friend bool operator<(const Point& a, const Point& b);
    friend bool operator==(const Point& a, const Point& b);
};

// 全局实现
bool operator<(const Point& a, const Point& b) {
    if (a.x != b.x) return a.x < b.x;
    return a.y < b.y;
}

bool operator==(const Point& a, const Point& b) {
    return a.x == b.x && a.y == b.y;
}

bool operator!=(const Point& a, const Point& b) {
    return !(a == b);
}

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这种写法更灵活，尤其在需要对称参数类型时更自然。

三向比较（C++20）

C++20引入了三向比较运算符

<=>

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，也叫“太空船运算符”，可以简化比较逻辑。编译器能根据

<=>

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自动生成

==

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、

!=

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、

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等。

#include <compare>

class Point {
public:
    int x, y;
    Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}

    auto operator<=>(const Point&) const = default;
};

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使用

= default

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让编译器自动生成比较逻辑。如果需要自定义，也可以手动实现：

auto operator<=>(const Point& other) const {
    if (auto cmp = x <=> other.x; cmp != 0)
        return cmp;
    return y <=> other.y;
}

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返回类型为

std::strong_ordering

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，支持完整的比较操作。

常见注意事项

保持语义一致：比如
```
==
```
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应满足自反、对称、传递性
尽量使用
```
const
```
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修饰函数和参数，避免意外修改
成对重载：定义
```
==
```
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时也定义
```
!=
```
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，定义
```
<
```
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时考虑其他关系
避免过度重载：只重载逻辑清晰、有意义的运算符

基本上就这些。合理使用运算符重载能让类的使用更直观，尤其是配合STL容器（如

std::set

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、

std::map

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）时，

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或

<=>

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是必需的。C++20的三向比较大大简化了代码，推荐新项目使用。

以上就是C++如何实现对象比较与运算符重载的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！