연산자 오버로딩

연산자 오버로딩은 사용자가 직접 만든 클래스에 대해서도 이미 알려져 있는 연산자들(ex. +, -, *, / 등)을 쉽게 사용할 수 있게 해주는 기능입니다.

연산자 오버로딩은 클래스 작성자를 위한 기능은 아니며, 클래스를 사용하는 사람을 좀 더 편리하게 사용할 수 있도록 해주는 기능입니다.

연산자 오버로딩의 제약 사항

연산자 오버로딩은 다음과 같은 상황에서는 사용할 수 없습니다.

• 새로운 연산자 기호를 적용할 수 없음.
• 오버로딩할 수 없는 연산자도 있음. 대표적으로 ::, sizeof, 삼항 연산자 ?: 등은 오버로딩 못함.
• 연산자의 인자의 개수는 변경 불가능. 예를 들어 ++는 한 개의 인자를 갖고, +는 두 개의 인자를 가짐.
• 연산자의 우선 순위와 결합 규칙은 변경 안됨.
• 내장 타입(기존에 이미 정의되어 있는 데이터 타입들. 예를 들어 int 등)에 대한 연산자 재정의 불가능.

연산자 오버로딩 구현 예제

단항 뺄셈, 덧셈 연산자 오버로딩

단항 뺄셈, 덧셈은 다음과 같은 연산입니다.

Point a(2, 3);
Point x = -a;
Point y = -(-a);

이 경우 단항 덧셈은 아무런 변화가 없는 연산이기 때문에 굳이 구현할 필요는 없고, 단항 뺄셈의 경우에만 구현을 해주면 됩니다.

class Point {
 public:
  Point(int _x, int _y) : x(_x), y(_y) {}

  // 단항 뺄셈
  const Point operator-() const;


  int getX() { return x; }
  int getY() { return y; }

 private:
  int x, y;
};

const Point Point::operator-() const {
  Point newPoint(*this);
  newPoint.x = -x;
  newPoint.y = -y;

  return newPoint;
}

증가, 감소 연산자의 오버로딩

증가, 감소 연산자는 다음과 같습니다.

Point a(2, 3);
a++;
++a;
a--;
--a;

++와 --의 위치에 따라 연산자 오버로딩이 다르게 적용됩니다. ++가 prefix로 붙는 경우에는 인자가 없고 postfix로 붙는 경우에는 int 타입의 더미(Dummy) 인자가 주어집니다. 그래서 증가, 감소 연산자 오버로딩을 지원하기 위해서는 함수 4개를 구현해주어야 합니다.

class Point {
 public:
  Point(int _x, int _y) : x(_x), y(_y) {}

  // 단항 뺄셈
  const Point operator-() const;

  // 증가, 감소 연산자
  Point &operator++();
  Point operator++(int);
  Point &operator--();
  Point operator--(int);

  int getX() { return x; }
  int getY() { return y; }

 private:
  int x, y;
};

Point &Point::operator++() {
  x += 1;
  y += 1;

  return *this;
}

Point Point::operator++(int) {
  Point newPoint(*this);
  x += 1;
  y += 1;

  return newPoint;
}

Point &Point::operator--() {
  x -= 1;
  y -= 1;

  return *this;
}

Point Point::operator--(int) {
  Point newPoint(*this);
  x -= 1;
  y -= 1;

  return newPoint;
}

사칙 연산자의 오버로딩

아무래도 가장 많이 사용하게 될 오버로딩일 것 같은데, +, -, *, /의 사칙 연산에 대한 오버로딩입니다.

Point a(2, 3);
Point b(5, 4);
Point c = a + b;

아래의 예제에서는 +에 대한 오버로딩만 구현했습니다.

class Point {
 public:
  Point(int _x, int _y) : x(_x), y(_y) {}

  // 단항 뺄셈
  const Point operator-() const;

  // 증가, 감소 연산자
  Point &operator++();
  Point operator++(int);
  Point &operator--();
  Point operator--(int);

  // 사칙 연산자
  Point operator+(Point &point);

  int getX() { return x; }
  int getY() { return y; }

 private:
  int x, y;
};

Point Point::operator+(Point& point) {
  Point newPoint(*this);

  newPoint.x += point.x;
  newPoint.y += point.y;

  return newPoint;
}

비트, 논리 연산자의 오버로딩

비트 연산자와 논리 연산자의 경우는 오버로딩하는 경우가 드물며, 특히 논리 연산자인 &&, ||의 오버로딩은 권장하지 않고 있습니다. 논리 연산자를 오버로딩할 경우 if 문과 같은 조건문 등에서 의도치 않은 결과가 발생하기도 합니다.

변환 연산자의 오버로딩

변환 연산자는 다음과 같이 데이터 타입의 변환을 의미합니다.

Point a(2, 3);
int intPoint = a;
string strPoint = a;

#include <string>

using namespace std;

class Point {
 public:
  Point(int _x, int _y) : x(_x), y(_y) {}

  // 단항 뺄셈
  const Point operator-() const;

  // 증가, 감소 연산자
  Point &operator++();
  Point operator++(int);
  Point &operator--();
  Point operator--(int);

  // 사칙 연산자
  Point operator+(Point &point);

  // 변환 연산자
  operator int() const;
  operator string() const;

  int getX() { return x; }
  int getY() { return y; }

 private:
  int x, y;
};

Point::operator int() const {
  return x + y;
}

Point::operator string() const {
  return "(" + to_string(x) + ", " + to_string(y) + ")";
}