Chapter 8 - Operator Overloading

Chia sẻ: Đặng Quang Hưng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

195
lượt xem 47
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sử dụng các toán tử với các đối tượng (operator overloading) – đối với một số lớp, sử dụng toán tử trong sáng hơn sử dụng các lời gọi hàm object2 = object1.add(object2); object2 = object2 + object1;

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chapter 8 - Operator Overloading

1 Chapter 8 - Operator Overloading Outline 8.1 Introduction 8.2 Fundamentals of Operator Overloading 8.3 Restrictions on Operator Overloading 8.4 Operator Functions as Class Members vs. as friend Functions 8.5 Overloading Stream-Insertion and Stream-Extraction Operators 8.6 Overloading Unary Operators 8.7 Overloading Binary Operators 8.8 Case Study: Array Class 8.9 Converting between Types 8.10 Case Study: A String Class 8.11 Overloading ++ and -- 8.12 Case Study: A Date Class 8.13 Standard Library Classes string and vector © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
2 8.1 Introduction • Sử dụng các toán tử với các đối tượng (operator overloading) – đối với một số lớp, sử dụng toán tử trong sáng hơn sử dụng các lời gọi hàm object2 = object1.add(object2); object2 = object2 + object1; – toán tử cảm ngữ cảnh (sensitive to context) Ví dụ •
3 8.2 Fundamentals of Operator Overloading • Các kiểu dữ liệu – Có sẵn (Built in) (int, char) hoặc kiểu người dùng (user- defined) – Có thể sử dụng các toán tử có sẵn cho các kiểu dữ liệu người dùng • Không thể tạo toán tử mới • Overloading operators – Tạo một hàm của lớp – Đặt tên hàm là operator tiếp theo là ký hiệu • Operator+ dành cho phép cộng + © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
4 8.2 Fundamentals of Operator Overloading • Sử dụng toán tử với một đối tượng – Nó phải được overloaded cho lớp đó • ngoại trừ: • phép gán, = – phép gán từng thành viên của đối tượng này cho đối tượng kia (Memberwise assignment between objects) • toán tử địa chỉ, & – trả về địa chỉ của đối tượng • cả hai đều có thể được overloaded • Overloading cho ký hiệu ngắn gọn object2 = object1.add(object2); object2 = object2 + object1; © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
5 8.3 Restrictions on Operator Overloading • Không thể thay đổi: – Hoạt động của các toán tử đối với các kiểu dữ liệu có sẵn • ví dụ., không thể thay đổi phép cộng số nguyên – Thứ tự ưu tiên của các toán tử – Quan hệ kết hợp - Associativity (left-to-right hoặc right-to- left) – Số lượng toán hạng (operand) • & là toán tử đơn, chỉ dành cho một toán hạng • Không thể tạo các toán tử mới • Các toán tử phải được overloaded một cách tường minh – Overload + không có nghĩa cả += cũng được overload © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
6 8.3 Restrictions on Operator Overloading Operators that can be overloaded + - * / % ^ & | ~ ! = < > += -= *= /= %= ^= &= |= > >>= [] () new delete new[] delete[] Operators that cannot be overloaded . .* :: ?: sizeof © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
7 8.4 Operator Functions As Class Members Vs. As Friend Functions • aa@bb aa.operator@(bb) hoặc operator@(aa,bb) • @aa aa.operator@( ) hoặc operator@(aa) • aa@ aa.operator@(int) hoặc operator@(aa,int) • Operator functions – Member functions • Sử dụng từ khóa this để ngầm lấy tham số – là toán hạng bên trái đối với các toán tử hai ngôi (ví dụ +) – là toán hạng duy nhất đối với các toán tử một ngôi • Toán tử và toán hạng bên trái nhất phải thuộc cùng lớp – Non member functions • Cần tham số cho cả hai toán hạng • Có thể lấy các đối tượng không thuộc lớp của toán tử • Phải là friend để truy nhập các dữ liệu private hoặc protected © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
8 8.4 Operator Functions As Class Members Vs. As Friend Functions • Các phép toán có tính giao hoán – phép + cần có tính giao hoán • cả “a + b” và “b + a” đều phải chạy được – giả sử ta có hai lớp khác nhau – Overloaded operator chỉ có thể là member function khi lớp của nó ở bên trái • HugeIntClass + long int – trường hợp kia, cần một non-member overload function • long int + HugeIntClass © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
9 8.5 Overloading Stream-Insertion and Stream-Extraction Operators • > – đã được overloaded để xử lý từng kiểu built-in – cũng có thể overload để xử lý kiểu dữ liệu người dùng • Overloaded cần toán tử trái kiểu istream & – Vậy, cả hai phải là non-member function • Chương trình ví dụ – Class PhoneNumber • Lưu trữ một số điện thoại – In số điện thoại đã được định dạng tự động • (123) 456-7890 © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
function prototype cho các hàm overload các toán 10 1 // Fig. 8.3: fig08_03.cpp tử >> và object 18 friend ostream &operator( istream&, PhoneNumber & ); 20 Biểu thức: cout
11 Outline ignore() bỏ qua một số ký tự input, số lượng được chỉ ra tại fig08_03.cpp tham số (mặc định là 1). (2 of 3) 40 // overloaded stream-extraction operator; cannot be 41 // a member function if we would like to invoke it with 42 // cin >> somePhoneNumber; 43 istream &operator>>( istream &input, PhoneNumber &num ) 44 { 45 input.ignore(); // skip ( 46 input >> setw( 4 ) >> num.areaCode; // input area code 47 input.ignore( 2 ); // skip ) and space 48 input >> setw( 4 ) >> num.exchange; // input exchange 49 input.ignore(); // skip dash (-) 50 input >> setw( 5 ) >> num.line; // input line Stream manipulator setw 51 giới hạn số ký tự được đọc. setw(4) cho phép đọc 3 ký 52 return input; // enables cin >> a >> b >> c; tự, dành chỗ cho ký tự null. © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
12 53 Outline 54 } // end function operator>> 55 56 int main() fig08_03.cpp 57 { (3 of 3) 58 PhoneNumber phone; // create object phone 59 fig08_03.cpp 60 cout > phone invokes operator>> by implicitly issuing 63 // the non-member function call operator>>( cin, phone ) 64 cin >> phone; 65 66 cout
13 8.6 Overloading Unary Operators • Overloading unary operators – Non-static member function, không cần tham số – Non-member function, một tham số • tham số phải là đối tượng hoặc tham chiếu đến đối tượng – Ghi nhớ, static function chỉ truy nhập static data • Ví dụ (8.10) – Overload ! để kiểm tra xâu ký tự có rỗng hay không – nếu là non-static member function, không cần tham số • !s trở thành s.operator!() class String { public: bool operator!() const; ... }; – nếu là non-member function, cần một tham số • s! trở thành operator!(s) class String { friend bool operator!( const String & ) ... } © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
14 8.7 Overloading Binary Operators • non-static member function, một tham số class String { public: const String &operator+=( const String & ); ... }; – y += z tương đương với y.operator+=( z ) • non-member function, hai tham số – tham số phải là đối tượng hoặc tham chiếu đến đối tượng class String { friend const String &operator+=( String &, const String & ); ... }; – y += z tương đương với operator+=( y, z ) © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
15 8.8 Case Study: Array class • Arrays in C++ – Không có kiểm tra khoảng – No range checking – Không thể so sánh == một cách có nghĩa – Không có phép gán mảng (tên mảng là const pointer) – không thể nhập/in cả mảng một lúc • mỗi lần một phần tử • Ví dụ: Cài đặt một lớp Array với – Range checking – Array assignment – mảng biết kích thước của mình – Output/input toàn bộ mảng bằng > – So sánh mảng với == và != © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
16 8.8 Case Study: Array class • Copy constructor – được dùng mỗi khi cần sao chép đối tượng • truyền bằng trị (trả về giá trị hoặc tham số) • khởi tạo một đối tượng bằng một bản sao của một đối tượng khác – Array newArray( oldArray ); – newArray là bản sao của oldArray – Prototype • Array( const Array & ); • Phải lấy tham biến – nếu không, tham số được truyền bằng giá trị – trình biên dịch sẽ cố tạo một bản sao bằng cách gọi copy constructor… – lặp vô tận © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
17 1 // Fig. 8.4: array1.h Outline 2 // Array class for storing arrays of integers. 3 #ifndef ARRAY1_H 4 #define ARRAY1_H array1.h (1 of 2) 5 6 #include 7 8 using std::ostream; 9 using std::istream; Prototype for copy constructor. 10 11 class Array { 12 friend ostream &operator( istream &, Array & ); 14 15 public: 16 Array( int = 10 ); // default constructor Hầu hết các toán tử được 17 Array( const Array & ); // copy constructor overloaded bằng member 18 ~Array(); // destructor function (trừ > phải 19 int getSize() const; // return size dùng non-member function). 20 21 // assignment operator 22 const Array &operator=( const Array & ); 23 24 // equality operator 25 bool operator==( const Array & ) const; © 2003 Prentice Hall, Inc. 26 All rights reserved.
18 Outline 27 // inequality operator; returns opposite of == operator array1.h (2 of 2) 28 bool operator!=( const Array &right ) const 29 { 30 return ! ( *this == right ); // invokes Array::operator== 31 Toán tử != chỉ cần trả về đảo của toán tử == . 32 } // end function operator!= Vậy, chỉ cần định nghĩa toán tử == 33 34 // subscript operator for non-const objects returns lvalue 35 int &operator[]( int ); 36 37 // subscript operator for const objects returns rvalue 38 const int &operator[]( int ) const; 39 40 private: 41 int size; // array size 42 int *ptr; // pointer to first element of array 43 44 }; // end class Array 45 46 #endif © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.
19 1 // Fig 8.5: array1.cpp Outline 2 // Member function definitions for class Array 3 #include 4 array1.cpp (1 of 7) 5 using std::cout; 6 using std::cin; 7 using std::endl; 8 9 #include 10 11 using std::setw; 12 13 #include // C++ standard "new" operator 14 15 #include // exit function prototype 16 17 #include "array1.h" // Array class definition 18 19 // default constructor for class Array (default size 10) 20 Array::Array( int arraySize ) 21 { 22 // validate arraySize 23 size = ( arraySize > 0 ? arraySize : 10 ); 24 25 ptr = new int[ size ]; // create space for array © 2003 Prentice Hall, Inc. 26 All rights reserved.
20 27 for ( int i = 0; i < size; i++ ) Outline 28 ptr[ i ] = 0; // initialize array 29 30 } // end Array default constructor array1.cpp (2 of 7) 31 32 // copy constructor for class Array; 33 // must receive a reference to prevent infinite recursion 34 Array::Array( const Array &arrayToCopy ) Ta phải khai báo một mảng số nguyên mới để các 35 : size( arrayToCopy.size ) đối tượng không chỉ đến cùng một vùng bộ nhớ. 36 { 37 ptr = new int[ size ]; // create space for array 38 39 for ( int i = 0; i < size; i++ ) 40 ptr[ i ] = arrayToCopy.ptr[ i ]; // copy into object 41 42 } // end Array copy constructor 43 44 // destructor for class Array 45 Array::~Array() 46 { 47 delete [] ptr; // reclaim array space 48 49 } // end destructor 50 © 2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.