C++ 復合運算與運算符重載：複數類完整示例

三種實現方式對比

1. 成員函數：Complex add(Complex c)，調用 a.add(b)。
2. 友元函數：friend Complex add(Complex, Complex)，調用 add(a,b)，可支援 add(a, 5.0) 等混合類型。
3. 運算符重載：Complex operator+(Complex)（成員）或 friend Complex operator+(Complex, Complex)（友元），調用 a + b，語法最自然。

關鍵代碼片段

class Complex {
    double re, im;
public:
    Complex(double r=0, double i=0): re(r), im(i) {}
    // 成員運算符重載
    Complex operator+(const Complex& c) const { return Complex(re+c.re, im+c.im); }
    Complex operator+(double d) const { return Complex(re+d, im); }
    Complex operator*(const Complex& c) const { 
        return Complex(re*c.re - im*c.im, re*c.im + im*c.re); 
    }
    // 友元支援雙向隱式轉換
    friend Complex operator+(double d, const Complex& c) { return Complex(c.re+d, c.im); }
    friend Complex operator+(const Complex& a, const Complex& b) { return Complex(a.re+b.re, a.im+b.im); }
    void print() const { 
        cout << '(' << re << (im>=0?"+":"") << im << 'i' << ')' << endl; 
    }
};

const 正確性與引用

• 運算符盡量聲明 const，參數用 const& 避免拷貝。
• 友元版 operator+ 允許 double + Complex，成員版只能 Complex + double。
• 乘法同理，友元版更對稱。

測試主函數

int main() {
    Complex a(1.5, 23.43), b(12.12, -45.23);
    Complex c = a + b;        // 成員 operator+
    Complex d = 5.0 + a;      // 友元 operator+(double, Complex)
    Complex e = a * b;        // 複數乘法
    c.print(); d.print(); e.print();
    return 0;
}