C暑期实践课程第08讲.ppt

2019/4/28,Tsinghua University, lily,1,2019/4/28,Tsinghua University, lily,1,第 8讲 多态性运算符重载,李莉( lily) 清华大学计算机系,2019/4/28,Tsinghua University, lily,2,2019/4/28,Tsinghua University, lily,2,本讲总体纲要,第1部分: 多态性概念 第2部分: 运算符重载,2019/4/28,Tsinghua University, lily,3,2019/4/28,Tsinghua University, lily,3,第1部分: 多态性概念,2019/4/28,Tsinghua University, lily,4,2019/4/28,Tsinghua University, lily,4,纲要第1部分:多态性概念,多态性的概念 多态性的形式,2019/4/28,Tsinghua University, lily,5,5,多态性的概念,多态性是面向对象程序设计的重要特征之一。 多态从实现的角度来讲可以划分为两类：编译时的多态和运行时的多态。前者是在编译的过程中确定了同名操作的具体操作对象，而后者则是在程序运行过程中才动态地确定操作所针对的具体对象。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,6,6,多态的形式,常见形式 函数重载 运算符重载 虚函数,2019/4/28,Tsinghua University, lily,7,2019/4/28,Tsinghua University, lily,7,本讲总体纲要,第1部分: 多态性概念 第2部分: 运算符重载,2019/4/28,Tsinghua University, lily,8,2019/4/28,Tsinghua University, lily,8,第2部分: 运算符重载,2019/4/28,Tsinghua University, lily,9,2019/4/28,Tsinghua University, lily,9,纲要第2部分: 运算符重载,为何需要重载运算符？ 运算符重载的实质、形式以及规则和限制 运算符重载为类的成员函数 运算符重载为类的友元函数 流运算符重载,2019/4/28,Tsinghua University, lily,10,10,为何需要重载运算符？,C+把用户定义的类和基本数据类型一样看待。系统为基本数据定义了运算符（如+-*/）。C+中预定义的运算符其运算对象只能是基本数据类型，而不适用于用户自定义类型（如类）。 允许用户自定义的类类型定义这些运算符。 重新定义运算符的运算规则就称为重载运算符。 运算符重载能提高程序可读性，但并不是必须的。 运算符重载看作类中提供的另一种形式的接口。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,11,11,问题举例复数的运算,class complex /复数类声明 public: complex(double r=0.0,double i=0.0) /构造函数 real=r; imag=i; void display(); /显示复数的值 complex add(complex c2); /成员函数 private: double real; double imag; ;,2019/4/28,Tsinghua University, lily,12,12,complex complex:add(complex c2) complex c; c.real=c2.real+real; c.imag=c2.imag+imag; return complex(c.real,c.imag); int main() /主函数 complex c1(5,4),c2(2,10),c3; c3=c1.add(c2); return 0; ,2019/4/28,Tsinghua University, lily,13,13,问题举例复数的运算,用“+”、“-”能够实现复数的加减运算吗？ complex c1(5,4),c2(2,10),c3; c3=c1 + c2; 实现复数加减运算的方法 重载“+”、“-”运算符,2019/4/28,Tsinghua University, lily,14,14,complex complex: operator +(complex c2) complex c; c.real=c2.real+real; c.imag=c2.imag+imag; return complex(c.real,c.imag); int main() /主函数 complex c1(5,4),c2(2,10),c3; c3=c1+c2; /相当于c1.operator+(c2) return 0; ,2019/4/28,Tsinghua University, lily,15,15,运算符重载的实质,运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义，实质就是函数重载 。 实现机制 将指定的运算表达式转化为对运算符函数的调用，运算对象转化为运算符函数的实参。 编译系统对重载运算符的选择，遵循函数重载的选择原则。（根据实参的类型来确定需要调用的函数）,2019/4/28,Tsinghua University, lily,16,16,规则和限制,可以重载C+中除下列运算符外的所有运算符： . .* : ?: sizeof 只能重载C+语言中已有的运算符，不可臆造新的。 不能改变操作数个数。 不改变原运算符的优先级和结合性。 经重载的运算符，其操作数中至少应该有一个是自定义类型。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,17,17,两种形式,重载为类成员函数。 重载为友元函数。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,18,18,运算符函数,声明形式 函数类型 operator 运算符（形参） 重载为类成员函数时 参数个数=原操作数个数-1 （后置+、-除外） 重载为友元函数时 参数个数=原操作数个数，且至少应该有一个自定义类型的形参。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,19,19,运算符成员函数的设计,前置单目运算符 +和- 如果要重载运算符 +和-为类成员函数，使之能够实现表达式 +a或 -a，其中 a 为A类对象，则 +或- 应被重载为 A 类的成员函数，无形参。 经重载后， 表达式 +a相当于 a.operator +( ),2019/4/28,Tsinghua University, lily,20,20,运算符成员函数的设计,后置单目运算符 +和- 如果要重载 +或-为类成员函数，使之能够实现表达式 a+ 或 a- ，其中 a 为A类对象，则 +或- 应被重载为 A 类的成员函数，且具有一个 int 类型形参。 经重载后，表达式 a+ 相当于 a.operator +(0),2019/4/28,Tsinghua University, lily,21,21,运算符成员函数举例,运算符前置+和后置+重载为时钟类的成员函数。 前置单目运算符，重载函数没有形参，对于后置单目运算符，重载函数需要有一个整型形参。 操作数是时钟类的对象。 实现时间增加1秒钟。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,22,#include using namespace std; class Clock /时钟类声明 public: /外部接口 Clock(int NewH=0, int NewM=0, int NewS=0); void ShowTime(); Clock,22,2019/4/28,Tsinghua University, lily,23,Clock ,23,2019/4/28,Tsinghua University, lily,24,/后置单目运算符重载 Clock Clock:operator +(int) /注意形参表中的整型参数 Clock old(*this); +(*this); return old; ,24,后置运算符运算结果是操作数变化前的值，所以编译器须先将操作数的原始值存放在一个临时单元中。后置运算符最容易滋生副作用。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,25,/其它成员函数的实现略 int main() Clock myClock(23,59,59); cout“First time output:“; myClock.ShowTime(); cout“Show myClock+:“; (myClock+).ShowTime(); cout“Show +myClock:“; (+myClock).ShowTime(); ,25,2019/4/28,Tsinghua University, lily,26,26,运算符友元函数的设计,如果需要重载一个运算符，使之能够用于操作某类对象的私有成员，可以此将运算符重载为该类的友元函数。 函数的形参代表依自左至右次序排列的各操作数。 后置单目运算符 +和-的重载函数，形参列表中要增加一个int，但不必写形参名。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,27,27,运算符友元函数的设计,双目运算符 B重载后， 表达式oprd1 B oprd2 等同于operator B(oprd1,oprd2 ) 前置单目运算符 B重载后， 表达式 B oprd 等同于operator B(oprd ) 后置单目运算符 +和-重载后， 表达式 oprd B 等同于operator B(oprd,0 ),2019/4/28,Tsinghua University, lily,28,28,运算符友元函数举例,将+、-（双目）重载为复数类的友元函数。 两个操作数都是复数类的对象。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,29,#include using namespace std; class complex /复数类声明 public: /外部接口 complex(double r=0.0,double i=0.0) real=r; imag=i; /构造函数 friend complex operator + (complex c1,complex c2); /运算符+重载为友元函数 friend complex operator - (complex c1,complex c2); /运算符-重载为友元函数 void display(); /显示复数的值 private: /私有数据成员 double real; double imag; ;,29,2019/4/28,Tsinghua University, lily,30,complex operator +(complex c1,complex c2) /运算符重载友元函数实现 return complex(c2.real+c1.real, c2.imag+c1.imag); complex operator -(complex c1,complex c2) /运算符重载友元函数实现 return complex(c1.real-c2.real, c1.imag-c2.imag); ,30,2019/4/28,Tsinghua University, lily,31,31,流运算符应该重载为友元函数,流运算符的左操作数应为流对象。 如果一个重载的运算符是一个成员函数，那么它的左操作数是*this，它是类的一个对象，而函数是类的成员。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,32,32,值返回与引用返回,运算符重载的返回值一般都是类的对象，但为何有的是值返回，有的是引用返回。 如果返回的是一个临时对象，就必须采用值返回，而不能采用引用返回。 如果返回值希望再作为左值，就应该采用引用返回，而不是值返回。,2019/4/28,Tsinghua University, lily,33,33,#include using namespace std; class RMB public: RMB(unsigned int d,unsigned int c); RMB operator +(RMB,2019/4/28,Tsinghua University, lily,34,34,RMB:RMB(unsigned int d,unsigned int c) yuan = d;jf = c; while (jf=100) yuan+;jf-=100; RMB RMB:operator +(RMB,2019/4/28,Tsinghua University, lily,35,35,RMB RMB:operator +(int) RMB temp(*this); +(*this); return temp; void RMB:display() cout (yuan + jf/100.0)endl; ostream ,2019/4/28,Tsinghua University, lily,36,36,int main() RMB d1(1,60); RMB d2(2,50); RMB d3(