И.А. Волкова, А.В. Иванов, Л.Е. Карпов - Основы объектно-ориентированного программирования. Язык программирования С++ (1114893), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Перегрузка бинарныхоперацийДля перегрузки операций используется ключевое слово operator. Прототипперегруженной операции:Перегружать операции можно с помощью:— функции-члена;— функции-друга;— глобальной функции (как правило, менее эффективно).Можно перегружать любые операции языка С++, кроме следующих:— .операция выбора члена класса— ::операция разрешения области видимости— ?:условная операция (например, j = i > 0 ? 1 : 0;)— .*операция разыменования указателя на член класса— #директива препроцессора— sizeof— typeidПри перегрузке операции с помощью метода число формальных параметров оказывается на единицу меньше числа фактических операндов операции.
в этом случае первый операнд операции соответствует объекту типакласса, в котором перегружается операция. в случае бинарной операциивходной параметр соответствует второму операнду перегружаемой операции.48Статический полиморфизмПри перегрузке операции с помощью функции-друга число формальных параметров совпадает с числом операндов операции, так как в этомслучае операнды операции, представленные формальными параметрами,являются внешними объектами для такой функции.Тип выходного параметра является встроенным типом или типом, определенным пользователем (то есть классом).Если при перегрузке операции методом класса результатом примененияоперации является изменение первого (или единственного) операнда, то рекомендуется объявлять выходной параметр в виде ссылки на текущий объект.Это необходимо для оптимизации использования результата операциив других операциях, совмещенных в одном операторе, например: z = x += y;Если при перегрузке операции функцией-членом результатом применения перегружаемого операции является вычисление значения, не изменяющего первый операнд, а также при перегрузке операции функцией-другом, выходной параметр не может быть ссылкой (если выходной параметр требуется).
Это связано с тем, что вычисляемое значение помещаетсяво временный объект, который уничтожается при завершении работы алгоритма перегруженной операции и выходе из области видимости этого временного объекта.Пример:Перегрузка операции «+» методом класса:class complex{double re, im;public:complex ( double r=0, double i=0 ): re(r),im(i) {}complex operator + ( const complex& y );};complex complex::operator + ( const complex & y ){complex t ( re + y.re, im + y.im );return t;}Пример:Перегрузка операции «+» функцией-другом:class complex{double re, im;public:complex ( double r = 0, double i = 0 ): re(r),im(i) {}friend complex operator +(const complex & x,const complex & y);};complex operator + ( const complex& x, const complex& b ){complex t ( x.re + b.re, x.im + b.im );return t;}49Статический полиморфизмПерегрузка операции присваивания может быть произведена толькометодом класса и не может быть перегружена функцией-другом.В отличие от операции присваивания операция «+=» (и другие подобные операции) может быть перегружена как методом класса, так и функцией-другом.Прототип перегрузки операции присваивания:X & operator = (const X &);илиX & operator = (X&);Пример:class vector{int* p;int size;public:.
. .vector& operator= ( const vector& v1 );friend vector & operator+= ( vector & v1, const vector& v2 );};vector& vector::operator = ( const vector& v1 ){if ( size != v1.size ){delete p;size = v1.size;p = new int[size];};for ( int i = 0; i < size; ++i )p[i] = v1.p[i];return *this;// возвращается ссылка на текущий// объект.}vector & operator+= ( vector & v1, const vector& v2 ){int j;j = v1.size;if (j > v2.size)j = v2.size;int i;for ( i= 0; i < j; ++I )v1.p[i] = v1.p[i] + v2.p[i];return v1;// возвращается значение первого// параметра.}Операцию следует перегружать функцией членом того класса, которыйявляется типом первого операнда. Если первый операнд имеет встроенныйили библиотечный тип, в описание которого невозможно вставить описаниедружественной функции, то такую операцию можно перегружать толькофункцией-другом класса, к которому относится второй операнд.Пример:Перегрузка операции вывода.В файле внешней стандартной библиотеки iostream стандартная операция языка ‹‹, осуществляющая побитный сдвиг, перегружена в классе50Статический полиморфизмostream как операция вывода.
Операция ‹‹ перегружена для вывода объектовстандартных типов: int, char, double, char* и других встроенных типов.Формат использования данной операции:cout << переменная_стандартного_типа;Таким образом, первый операнд операции ‹‹ должен иметь тип ostream.Если необходимо перегрузить данную операцию для структурированноговывода объекта пользовательского типа, то, как было пояснено, это можносделать только функцией-другом разработанного класса.
Например, длякласса комплексных чисел операция ‹‹ может быть перегружена так:class complex{double re,im;public:complex(double re2, double im2):re(re2),im(im2){}friend ostream& operator<<(ostream & out,const complex par);. . .};ostream& operator<<(ostream& out, const complex par){out << par.re << "+" << par.im << "i";return out;}Здесь операция ‹‹ получает в качестве первого параметра ссылку насуществующий объект типа ostream.
Данный объект дополняется необходимой для вывода информацией и ссылка на него возвращается во внешнююсреду. Благодаря этому можно в одном операторе программы осуществитьвывод ряда значений:cout << c1 << "" << c2;51Статический полиморфизмПримечаниеОперацию вывода можно перегружать и методом соответствующего класса. Ноэто будет выглядеть не совсем естественно. Действительно, в этом случаепервый операнд будет тип текущего класса. Поэтому, например, для классакомплексных чисел перегрузка операции вывода методом класса будет выглядеть следующим образом:ostream& operator<< ( ostream& out ){out << re << "+" << im << "i";return out;}a вызов операции вывода будет выглядеть так:c1 << cout;либо так:c1.operator << (cout);Конечно, и в том, и в другом случае операция вывода выглядит не совсемпривычно.
Для того, чтобы вид операции вывода при перегрузке методом остался привычным, данную операцию необходимо перегрузить непосредственно в классе ostream (если, это целесообразно и возможно, поскольку этоттип определен в библиотеке, произвольно менять которую обычно не рекомендуется).8.2.
Перегрузка унарных операцийЕсли для унарной операции имеется только одна форма, то ее перегрузкареализуется по общим описанным выше правилам. При этом, как уже былоописано, для оптимизации использования результата операции в другихоперациях, совмещенных в одном операторе с данной операцией, рекомендуется объявлять выходной параметр в виде ссылки на текущий объект.Специфика перегрузки операций инкремента и декремента, операции индексацииПри перегрузке унарной операции в том случае, если для нее в языкеопределены две формы — префиксная и постфиксная, имеются особенности.Для того, чтобы отличать постфиксную форму от префиксной, при перегрузке операции в постфиксной форме в списке формальных параметровуказывается дополнительный, неиспользуемый в алгоритме операции, параметр (точнее, тип параметра).ПримечаниеКомпилятор корректно обрабатывает перегруженную операцию и в случаеявного указания дополнительного, неиспользуемого в алгоритме операции,параметра.52Статический полиморфизмПример:Для класса complex перегрузим операцию «++» в префикснойи постфиксной формах со следующей семантикой:complex c1, c2;.
. .c1 = ++c2; // c2 = c2 + 1; c1 = c2;c1 = c2++; // c1 = c2; c2 = c2 + 1;// Префиксная формаcomplex & operator++(){++re;return *this;}// Постфиксная формаcomplex operator++ (int){complex tmp(*this);//////re++;//return tmp;//////////////}Во временном объектезапоминается состояниетекущего объекта.Изменяется текущий объект.Во внешнюю среду выдаетсязапомненное состояние ввиде объекта, а не ссылка.Во внешнюю среду не можетбыть выдана ссылка натекущий объект, т.к. онизменил свое состояние.53Статический полиморфизмПримечаниеПриведенная форма перегрузки префиксной операции «++» позволяет корректно выполнять следующую операцию:c1 = ++ ++c2;с семантикой:c2 = c2 + 2; c1 = c2;Однако, приведенная форма перегрузки постфиксной операции «++» не позволяет корректно выполнить операцию:c1 = c2++ ++;с семантикой:c1 = c2; c2 = c2 + 2;Дело в том, что первое исполнение операции «++» передает во внешнюю средунеизмененный объект c2, а второе исполнение операции «++», принимая навходе неизмененное значение объекта, передает его объекту c1, параллельноизменяя его на 1, а не на 2.Операция индексирования является бинарной: ее операнды — объектс нумерованными элементами (массив, вектор и т.
д.) и целое число — индекс элемента.ПримечаниеВ некоторых пособиях операция индексирования ошибочно рассматриваетсякак унарная, хотя явно имеются два вышеуказанных операнда.При перегрузке операции индексирования объявление в качестве выходного параметра ссылки на элемент объекта позволяет присваивать ее результату новые значения.Пример:class vector{int* p;int size;public:.
. .int & operator[] ( int i ) { return p[i]; }};int main(){vector v1(10);v1[1] = 5;}Здесь оператор return возвращает значение выбранного элемента вектора, который инициализирует выходной объект, как было описано, по реализации адресом этого элемента.54Статический полиморфизмПримечаниеПерегрузка операций (как бинарных, так и унарных) позволяет не толькоописывать для стандартных операций необходимую семантику, но и блокировать исполнение нежелательных операций над объектами описываемоготипа.
Для этого необходимо перегрузку операции описывать в открытой области. Естественно, что такая перегрузка описывается методом класса, а нефункцией-другом.8.3. Перегрузка функцийИмеется возможность описывать разные алгоритмы для одного и того жеидентификатора функции при разных количествах и наборах типов входныхпараметров. Такое описание разных алгоритмов в одной зоне описания(класс, пространство имен) называется перегрузкой функций (если описание разных алгоритмов для одного и того же имени осуществляется в разныхзонах, то говорят о перекрытии).При вызове функции для выбора подходящей перегруженной функциивыполняется следующий алгоритм:Алгоритм поиска оптимально отождествляемой функции1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
