Перегрузка операций

Содержание

Слайд 2

Что такое операция? Каждая операция реализована как вызов функции, так что

Что такое операция?

Каждая операция реализована как вызов функции, так что
a =

b+c
эквивалентно
operator = (a, operator + (b, c))
Другой способ задания операции: если а – объект некоторого класса, то
a + b
эквивалентно
a.operator +(b);
Слайд 3

Пример перегрузки операций a если а принадлежит одному из целочисленных типов,

Пример перегрузки операций

a << 2;
если а принадлежит одному из целочисленных типов,

то это – операция побитового сдвига влево (результат – a*4, значение a не меняется;
если а – выходной поток, в этот поток помещается десятичное представление числа 2 (или представление, соответствующее текущему состоянию потока). Поток a изменяется.
Слайд 4

Ограничения на перегрузку операций обозначения собственных операций вводить нельзя; перегрузка операций

Ограничения на перегрузку операций

обозначения собственных операций вводить нельзя;
перегрузка операций для стандартных

типов не допускается;
операции «.», «.*», «?:», «#», «##», «::», «sizeof» не могут быть перегружены;
при перегрузке операций должно сохраняться число аргументов и приоритеты, принятые для стандартных типов;
при перегрузке операций нельзя задавать аргументы по умолчанию.
Слайд 5

Реализация перегрузки операций при написании классов Функция-операция может быть определена как:

Реализация перегрузки операций при написании классов

Функция-операция может быть определена как:
метод

класса
дружественная функция класса
обычная функция.
Слайд 6

Операции над классом Point2D Сложение и вычитание точек (по правилам сложения

Операции над классом Point2D

Сложение и вычитание точек (по правилам сложения и

вычитания векторов);
Унарный минус (по правилам векторов)
Умножение точки на число и числа на точку (результат – растяжение или сжатие точки);
Умножение двух точек (результат – скалярное произведение);
Инкремент и декремент точки (результат – увеличение или уменьшение координат на 1);
Сравнение на равенство и неравенство двух точек.
Слайд 7

Реализация унарных операций Если унарная операция определяется как метод класса, она

Реализация унарных операций

Если унарная операция определяется как метод класса, она описывается

без параметров (параметром считается вызвавший ее объект), в противном случае параметром такой функции должна быть ссылка на объект класса (если операнд изменяется) или константная ссылка (в противном случае).
Функция должна возвращать ссылку на объект класса, если результат должен быть L-value. В противном случае результат зависит от сути функции.
Слайд 8

Примеры реализации унарных операций для класса Point2D Унарный минус: class Point2D

Примеры реализации унарных операций для класса Point2D

Унарный минус:

class Point2D {

Point2D operator

– () const;

};

Point2D Point2D::operator – () const {
return Point2D(-x, -y);
}

Слайд 9

Примеры реализации унарных операций для класса Point2D Инкремент (префиксный) : Отметим,

Примеры реализации унарных операций для класса Point2D

Инкремент (префиксный) :
Отметим, что операция

префиксного инкремента возвращает Lvalue, и что возвращается новое значение

class Point2D {

Point2D& operator ++ ();

};

Point2D& Point2D::operator ++ () {
x++;
y++;
return *this;
}

Слайд 10

Примеры реализации унарных операций для класса Point2D Инкремент (постфиксный) : Отметим,

Примеры реализации унарных операций для класса Point2D

Инкремент (постфиксный) :
Отметим, что операция

постфиксного инкремента возвращает не-Lvalue, и что возвращается старое значение. Кроме того, добавляется фиктивный параметр для указания типа операции.

class Point2D {

Point2D operator ++ (int);

}

Point2D Point2D::operator ++ (int a) {
Point2D p(*this);
x++; y++;
return p;
}

Слайд 11

Реализация бинарных операций Если бинарная операция определяется как метод класса, она

Реализация бинарных операций

Если бинарная операция определяется как метод класса, она описывается

с одним параметром, соответствующим второму операнду. Первым операндом считается вызвавший ее объект. В противном случае такая функция должна иметь два параметра, соответствующих операндам операции.
Функция должна возвращать ссылку на объект класса, если результат должен быть L-value. В противном случае результат зависит от сути функции.
Слайд 12

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D Сложение: class Point2D {

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D

Сложение:

class Point2D {

Point2D operator +

(const Point2D&) const;

};

Point2D Point2D::operator + (const Point2D& p) const
{
return Point2D(x + p.x, y + p.y);
}

Слайд 13

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D Скалярное произведение: class Point2D

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D

Скалярное произведение:

class Point2D {

double operator

* (const Point2D&) const;

};

double Point2D::operator * (const Point2D& p) const
{
return (x*p.x + y*p.y);
}

Слайд 14

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D С равнение : class

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D

С равнение :

class Point2D {

bool

operator == (const Point2D&) const;
bool operator != (const Point2D&) const;

};

bool Point2D::operator == (const Point2D& p) const
{
return (x==p.x && y==p.y);
}
bool Point2D::operator != (const Point2D& p) const
{
return (! this–>operator==(p));
}

Слайд 15

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D Умножение на число :

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D

Умножение на число :

class Point2D

{

Point2D operator * (double) const;
friend Point2D operator *(double, const Point2D&);

};

Point2D Point2D::operator * (double d) const
{
return Point2D(d*x, d*y);
}
Point2D operator * (double d, const Point2D& p)
{
return p.operator *(d);
}

Слайд 16

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D Вывод в поток: class

Примеры реализации бинарных операций для класса Point2D

Вывод в поток:

class Point2D {

friend

ostream& operator <<(ostream&,
const Point2D&);

};

ostream& operator <<(ostream& s, const Point2D& p)
{
s << ”(” << p.x << ”, ” << p.y << ”)”;
return s;
}

Слайд 17

Перегрузка операции присваивания Для вновь создаваемых классов создаётся перегруженная операция присваивания

Перегрузка операции присваивания

Для вновь создаваемых классов создаётся перегруженная операция присваивания по

умолчанию. Эта операция копирует все поля объекта из правой части в соответствующие поля объекта из левой части.
Если этого достаточно, то собственную реализацию этой операции можно не писать!
Для класса Point2D достаточно работы стандартной операции присваивания. Для класса Person необходимо писать собственную реализацию, т.к. он захватывает ресурсы во время своего существования.
Слайд 18

Схемы работы перегруженной операции присваивания a = b проверка на самоприсваивание;

Схемы работы перегруженной операции присваивания a = b

проверка на самоприсваивание;
освобождение ресурсов,

полученных объектом a;
получение ресурсов, закрепленных за объектом b (в случае, если ресурсом является динамическая память – клонирование)
Слайд 19

Реализация операции присваивания для класса Person class Person { … Person&

Реализация операции присваивания для класса Person

class Person {

Person& operator =(const Person&);

};

Person&

Person::operator =(const Person& p)
{
if (this == &p)
return *this;
delete [] name;
name = new char[strlen(p.name)+1];
strcpy(name, p.name);
return *this;
}
Слайд 20

Методы Clone и Erase Для эффективной реализации работы с ресурсами можно

Методы Clone и Erase

Для эффективной реализации работы с ресурсами можно написать

два защищённых метода:
метод, освобождающий все занятые объектом ресурсы (Erase);
метод, клонирующий ресурсы другого объекта (Clone)

class Person {
private:
void Erase();
void Clone(const Person&);

}

Слайд 21

Реализация и использование методов Clone и Erase void Person::Erase() { delete

Реализация и использование методов Clone и Erase

void Person::Erase() {
delete []

name;
}
void Person::Clone(const Person& p){
name = new char[strlen(p.name)+1];
strcpy(name, p.name);
}
Person:: ~Person() {
Erase();
}
Person::Person(const Person& p): ID(++newID){
Clone(p);
}
const Person& Person::operator =(const Person& p){
if (this != &p) {
Erase(); Clone(p);
}
return *this;
}
Слайд 22

Перегрузка операции приведения типа Запись: operator тип() Нет возвращаемого значения class

Перегрузка операции приведения типа

Запись: operator тип()
Нет возвращаемого значения

class Point2D {

operator

double ();

};

Point2D::operator double() {
return Module();
}

Слайд 23

Перегрузка операции приведения типа Point2D p(10,5); … cout // number overloads

Перегрузка операции приведения типа

Point2D p(10,5);

cout << 3*p; //Ошибка C2666:
// number overloads

have similar conversions
cout << operator*(3, p) //Ошибки нет
cout << 3*(double)p; // Ошибки тоже нет

После написания этого кода возникают сложности с использованием других перегруженных операций:

Слайд 24

Перегрузка оператора вызова функции Запись: тип_возврата operator() (формальные параметры); Класс, в

Перегрузка оператора вызова функции

Запись: тип_возврата operator() (формальные параметры);
Класс, в котором определён

хотя бы один оператор вызова функции, называется функциональным классом. Функциональный класс может не иметь других полей и методов.
Функциональные классы используются в алгоритмах из библиотеки STL.
Слайд 25

Пример работы с функциональным классом class IsBest { … bool operator

Пример работы с функциональным классом

class IsBest {

bool operator () (int

a, int b) {
return (a }

};

IsBest best;

cout << best(10,4) << best(5,4);

int Mas[100];
// заполняем массив
sort(Mas, Mas+100, IsBest);

Слайд 26

Что такое очередь? Очередью называется структура данных, содержащая последовательность однотипных элементов

Что такое очередь?

Очередью называется структура данных, содержащая последовательность однотипных элементов и

позволяющая эффективно выполнять следующие операции:
вставка нового элемента в хвост очереди;
просмотр элемента, находящегося в голове очереди;
удаление из очереди элемента, находящегося в голове;
определение количества элементов в очереди (или определение того, пуста ли очередь)
Слайд 27

Что такое очередь? Над очередью иногда можно выполнить дополнительные операции: доступ

Что такое очередь?

Над очередью иногда можно выполнить дополнительные операции:
доступ к элементу

очереди по его номеру (элемент, находящийся в голове очереди, имеет номер 0);
выполнение однотипных действий над всеми элементами очереди
Слайд 28

Реализация очереди Существует несколько способов реализации очереди. Основные способы: на массивах

Реализация очереди

Существует несколько способов реализации очереди. Основные способы:
на массивах (циклическая очередь);
на

линейных списках
Рассмотрим второй способ реализации очереди.
Слайд 29

Описание очереди (файл queue.h) Часть 1 (предварительные описания) #ifndef __LQueue_defined__ #define

Описание очереди (файл queue.h)

Часть 1 (предварительные описания)

#ifndef __LQueue_defined__
#define __LQueue_defined__
#include
using namespace

std;
typedef int InfoType;
class LQueue {

};
#endif
Слайд 30

Описание очереди (файл queue.h) Часть 2 (защищённые поля и методы) private:

Описание очереди (файл queue.h)

Часть 2 (защищённые поля и методы)

private:
struct QItem {

InfoType info;
QItem* next;
QItem(InfoType Ainfo): info(Ainfo), next(NULL) {}
};
QItem *front, *rear;
unsigned size;
void Erase();
void Clone(const LQueue &);
Слайд 31

Описание очереди (файл queue.h) Часть 3 (публичные методы) public: LQueue(): front(NULL),

Описание очереди (файл queue.h)

Часть 3 (публичные методы)

public:
LQueue(): front(NULL), rear(NULL), size(0) {};
LQueue(const

LQueue&);
~LQueue();
LQueue& operator = (const LQueue&);
void Push(InfoType AInfo);
bool Pop();
InfoType GetFirst() const;
bool IsEmpty()const;
unsigned GetSize() const;
InfoType operator [] (unsigned) const;
void Browse(void ItemWork(InfoType)) const;
void Browse(void ItemWork(InfoType&));
Слайд 32

Реализация очереди (файл queue.cpp) Часть 1 (защищённые методы) void LQueue::Erase() {

Реализация очереди (файл queue.cpp)

Часть 1 (защищённые методы)

void LQueue::Erase() {
while (Pop());
size =

0;
}
void LQueue::Clone(const LQueue& Q) {
//for (unsigned i=0; i // Push(Q[i]);
QItem *tmp = Q.front;
for (unsigned i=0; i Push(tmp->info);
tmp = tmp->next;
}
}
Слайд 33

Реализация очереди (файл queue.cpp) Часть 2 (конструктор копирования, деструктор, оператор присваивания)

Реализация очереди (файл queue.cpp)

Часть 2 (конструктор копирования, деструктор, оператор присваивания)

LQueue::LQueue(const LQueue&

Q) {
size = 0; Clone(Q);
}
LQueue::~LQueue() {
Erase();
}
LQueue& LQueue::operator = (const LQueue& Q) {
if (this != &Q) {
Erase();
Clone(Q);
}
return *this;
}
Слайд 34

Реализация очереди (файл queue.cpp) Часть 3 (метод Push) void LQueue::Push(InfoType Ainfo)

Реализация очереди (файл queue.cpp)

Часть 3 (метод Push)

void LQueue::Push(InfoType Ainfo) {
QItem* tmp

= new QItem(Ainfo);
if (size>0)
rear->next = tmp;
else
front = tmp;
rear = tmp;
size++;
}
Слайд 35

Реализация очереди (файл queue.cpp) Часть 4 (метод Pop) bool LQueue::Pop() {

Реализация очереди (файл queue.cpp)

Часть 4 (метод Pop)

bool LQueue::Pop() {
if (size==0)
return

false;
QItem *tmp = front;
front = front->next;
delete tmp;
size--;
if (size==0)
rear = NULL;
return true;
}
Слайд 36

Реализация очереди (файл queue.cpp) Часть 4 (методы GetFirst и IsEmpty) InfoType

Реализация очереди (файл queue.cpp)

Часть 4 (методы GetFirst и IsEmpty)

InfoType LQueue::GetFirst() const

{
if (size==0)
throw exception("Impossible to execute GetFirst: queue is empty");
return front->info;
}
bool LQueue::IsEmpty() const {
return (size==0);
}
Слайд 37

Реализация очереди (файл queue.cpp) Часть 4 (методы GetSize и operator [])

Реализация очереди (файл queue.cpp)

Часть 4 (методы GetSize и operator [])

unsigned LQueue::GetSize()

const {
return size;
}
InfoType LQueue::operator [] (unsigned k) const {
if ((k<0) || (k>=size))
throw exception("Impossible to execute operator[]: invalid index");
QItem *tmp = front;
for (unsigned i=0; i tmp = tmp->next;
return tmp->info;
}
Слайд 38

Реализация очереди (файл queue.cpp) Часть 4 (другой вариант перегрузки []) const

Реализация очереди (файл queue.cpp)

Часть 4 (другой вариант перегрузки [])

const InfoType& LQueue::GetByIndex

(unsigned k) const
{
if ((k<0) || (k>=size))
throw exception("Impossible to execute operator[]: invalid index");
QItem *tmp = front;
for (unsigned i=0; i tmp = tmp->next;
return tmp->info;
}
InfoType& LQueue::operator [] (unsigned k)
{
return (InfoType&) GetByIndex(k);
}