c课件运算符重载和类重载.ppt

第12章 运算符重载和类型重载 主要内容： 12.1 运算符重载规则 12.2 类型重载 在C+中有这样的情况，同一个类型或运算符在不同的 类中代表不同的意思或者实施不同的运算，这就是面向对象 的三大特点之一的多态。 函数重载是C+语言中多态的一种表现形式，运算符重 载和类型重载是多态的另外两种表现形式。 运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义。 C+中预定义的运算符的操作对象只能是基本数据类型 ，对于很多用户自定义类型，也需要有类似的运算操作， 这就提出了对运算符进行重新定义，赋予已有符号以新功 能的要求。 同一个运算符作用于不同类型的数据导致不同的行为。 12.1 运算符重载概述 运算符重载只能对系统提供的已有运算定义新的运算 含义，不能创造全新的运算符，同时还不能改变运算符原 有的语法结构、操作数个数、优先级和结合性，不能有二 义性。不是所有的运算符都能重载，不能重载的运算符有 ：作用域运算符（:）、条件运算符（?:）、直接成员访 问运算符（.）、sizeof运算符、解除对指向类成员的指针 的引用运算符（.*）。 运算符重载的关键字是operator。针对一个具体类的已 有运算符重载有两种途径： 1）将运算符重新定义为类的成员函数； 2）将运算符重新定义为类的友元函数。 一、运算符重载方法 定义一个重载运算符就像定义一个函数，只是该函数的 名字是operator，这里代表运算符。函数参数表中参数的 个数取决于两个因素： 1) 运算符是一元的（一个参数）还是二元的（两个参 数）。 2) 运算符被定义为友元函数（对于一元是一个参数， 对于二元是两个参数）还是成员函数（对于一元没有参数， 对于二元是一个参数对象变为左侧参数）。 1.将运算符重载为类的成员函数 将运算符重载为类的成员函数就是在类中用关键字operator 定义一个成员函数，函数名就是重载的运算符。运算符如果重 载为类的成员函数，它就可以自由地访问该类的数据成员。 运算符重载为类的成员函数的一般格式为： : operator （形参表） 函数体 其中，类型为运算符重载函数的返回类型。类名为成员函数 所属类的类名，即为重载函数名。形 参为参加运算的对象或数据。 【例题12.1】 复数的加减运算符重载 #include using namespace std; class Complex private: float real,image; public: Complex(float r=0,float i=0); Complex Add(const Complex /定义一个Add函数 Complex operator+(const Complex /重载+运算符 Complex operator-(const Complex /重载-运算符 Complex /重载+=运算符，复合赋值操作 符必须返回左操作数的引用，必须定义为成员函数 Complex /重载=运算符，赋值运算符 必须返回对*this的引用， void Show(int i); ; Complex:Complex(float r,float i) real=r; image=i; void Complex:Show(int i) /一般情况下，这里不应该有参数i，本例的目的是为了区分不同的 复数，便于观看结果 cout0) coutreal+c.real; t.image=this-image+c.image; return t; Complex Complex:operator+(const Complex t.real=this-real+c.real; t.image=this-image+c.image; return t; Complex Complex:operator-(const Complex t.real=this-real-c.real; t.image=this-image-c.image; return t; Complex image=image+c.image; return *this; Complex this-real=other.real; this-image=other.image; return *this; int main() Complex c1(12,35),c2(20,46),c3,c4,c5,c6; c1.Show(1); c2.Show(2); c3=c1.Add(c2); c3.Show(3); c4=c1+c2; c4.Show(4); c2+=c1; c2.Show(2); c5=c1-c2; c5.Show(5); return 0; 如果我们把“operator+”看成函数名，可以在main()函数 中写出如下语句： c3=c1.Add(c2); c3=c1.operator+(c2); 这时，operator+就完全是一个函数了（它本质上就是函数 ），.Add()和operator+的作用和功能完全相同，只是表现形式有 些区别。 【例题12.2】一元运算符重载，在Time类（描述时间的类，用三个数 据成员分别存放时、分和秒）中重载自加运算符，即一个时间加上n 秒后形成一个新的的时间。 class Time private: int hour,minute,second; public: Time(int h=0,int m=0,int s=0); /其他构造函数省略 如Time(Time void Show();/显示时：分：秒的成员函数 Time /定义前置+运算符重载成员函数 Time operator+(int);/定义后置+运算符重载成员函数 Time /重载=运算符 ; Time:Time(int h,int m,int s) hour=h; minute=m; second=s; void Time:Show() couthour=other.hour; this- minute =other. minute; this- second =other. second; return *this; int main() Time t1(10,25,52),t2,t3; t1.Show(); t2=+t1; t1.Show(); t2.Show(); t3=t1+; t3.Show(); t1.Show(); 对于+（或-）运算符的重载， 因为编译器不能区分出+（或-）是 前置的还是后置的，所以要加上(int) 来区分。 operator+(); /重载前置+ operator+(int); /重载后置+ operator-(); /重载前置- operator-(int); /重载后置- 运算符重载的一些特点如下： (1) 运算符重载函数名必须为：operator。 (2) 运算符的重载是通过运算符重载函数来实现的。 对于二元运算符重载函数，函数的参数通常为一个 即右操作数，运算符的左操作数为调用重载函数的 对象。对于一元运算符重载函数，运算符的左操作 数或右操作数为调用重载函数的对象。 (3) 运算符重载函数的返回类型：若对象进行运算后 的结果类型仍为原类型，则运算符重载函数的返回 类型应为原类型。 【例11.3】 自定义字符串类String中有一个private成 员p_str指向一个C格式的字符串，写出其拷贝构造函数 ，并重载赋值“=”运算符。 #include #include using namespace std; class String public: String()p_str=NULL; String(const String String(const char*str); String()delete p_str; String private: char *p_str; ; String:String(const char *str) p_str=new charstrlen(str)+1; strcpy(p_str,str); String:String(const String 一元运算符重载为友元函数的一般格式为： operator (类名 class Complex private: float real,image; public: Complex(float r=0,float i=0); friend Complex operator+( const Complex friend Complex operator-( const Complex void Show(int i); ; Complex:Complex(float r,float i) real=r; image=i; void Complex:Show(int i) cout0) cout using namespace std; class Complex private: float real,image; public: Complex(float r=0,float i=0); Complex operator+(const Complex Complex operator+(const int k); Complex operator+(const float f); void Show(int i); ; int main() Complex c1(12,35),c2(20,46),c3,c4,c5,c6; int i=5; float f=7.7; c1.Show(1); c2.Show(2); c3=c1+i; /编译正确 c3.Show(3); c4=c1+f; /编译正确 c4.Show(4); c5=c1+1.5; /编译错误，可用c5=c1+(int)1.5;或者 c5=c1+(float)1.5; c5.Show(5); return 0; 在进行运算符重载时，我们要注意： 1）重载不能改变该运算符用于内置类型时的含义，正如程序 员不能改变运算符+用于两个int型相加时的含义。 2）运算符函数的参数至少有一个必须是类的对象或者类的对 象的引用，这种规定可以防止程序员运用运算符改变内置 类型的函义。 3）重载不能改变运算符的优先级。 4）重载不能改变运算符的结合律。 5）重载不能改变运算符操作数的个数。比如+需要两个操作数 ，则重载的+也必须要有两个操作数。 6）不存在用户定义的运算符，即不能编写目前运算符集合中 没有的运算符。不能这样做的部分原因是难以决定其优先 级，另一部分原因是没有必要增加麻烦。 当一个重载操作符的含义不明显时，给操作取一个名字 更好。对于很少用的操作，使用命名函数通常比用操作符更 好。如果不是普通操作，没必要为简洁而使用操作符。 重载逗号、取地址、逻辑与、逻辑或等操作符通常不是 好做法。这些操作符具有有用的内置含义，如果我们定义了 自己的版本，就不能再使用这些内置含义。 如果类定义了相等操作符，也应该定义不等操作符!=。 同样，如果定义了， =，）等 操作符必须定义为成员，将这些操作符定义为非成员函数在编译时标 记为错误。 2）像赋值一样，复合赋值操作符通常应定义为类的成员函数。定义 成非成员函数不会出现编译错误。 3）改变对象状态或与给定类型紧密联系的其他一些操作符，如自增 、自减等通常定义为类成员函数。 4）对称的操作符，如算术操作符、相等操作符、关系操作符和位操 作符，最好定义为非成员函数。 istream 和 ostream 是 C+ 的预定义流类，cin 是 istream 的对象，cout 是 ostream 的对象。运算符 由 istream 重载 为提取操作， 用于输出和输入基本类型数据。可用重载 运算符 ，用于输出和输入用户自定义的数据类型 ，必须定义为类的友元函数。 4. 重载流插入和流提取运算符 1）输出操作符 using namespace std; class Date public: Date(int y,int m,int d); bool isLeapYear(); void print(); friend ostream Date:Date(int y,int m,int d) year=y; month=m; day=d; bool Date:isLeapYear() return (year%4=0 void Date:print() cout #include “Date.h“ using namespace std; int main() Date d1(2013,4,1); cout的重载 输入操作符重载函数形式为： istream 与输出操作符类似，输入操作符的第一个形参是一个 引用，指向要读的流，并且返回的也是同一个流的引用 。第二个形参是对要读入的对象的非const 引用，该形 参必须为非const，因为输入操作符的目的是将数据读到 这个对象中。和输出操作符不同的是输入操作符必须处 理错误和文件结束的可能性。 【例题11.8】重载输入操作符，在上例的基础上加上Date类对象能 用“”输入数据。 class Date public: Date()year=0;month=0;day=0; Date(int y,int m,int d