c++课件第12章运算符重载.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,#,-,第,12,章运算符重载,-,2,-,本章内容安排,基本概念,递增运算符,赋值运算符,转换运算符,重载输入输出流运算符,-,3,-,class Complex,private:,double real,imag;,public:,Complex(),:real(0),imag(0),Complex(double r,double i,),:real(r),imag(i),Complex(const Complex&c,),:real(c.real),imag(c.imag),void output,)const;,;,1,、复数类,Complex,-,4,-,#include,void,Complex:output,()const,if(imag=0),std:coutreal+imagistd:endl;,else,std:cout,real,imag,i,std:endl,;,int main(),Complex a(3,4),b(4,5);,a.output();,b.output();,return 0;,测试复数类,-,5,-,2,、复数类加法,复数类还应该实现加法运算，,2,个复数相加得到一个新的复数。,解决方案一：定义成员函数,add,，实现加法运算。成员函数方案不直观，使用更复杂。,解决方案二：重载运算符。,-,6,-,class Complex,private:,double real,imag;,public:,Complex():real(0),imag(0),Complex(double r,double i),:real(r),imag(i),Complex(const Complex&c),:real(c.real),imag(c.imag),void output()const;,Complex add(const Complex,;,成员函数实现加法运算,声明两个复数相加的成员函数，返回复数对象,-,7,-,Complex Complex:add(const Complex&c)const,double x,y;,x=real+c.real;,y=imag+c.imag;,Complex tmp(x,y);,return tmp;,成员函数实现加法运算,执行加法运算，对运算的,2,个复数没有影响，而是返回一,个新的复数对象，,add,声明为常成员函数，传入参数也是,常引用。,返回值不能为引用。,-,8,-,int main(),Complex a(3,4),b(4,5),c;,a.output();,b.output();,c=a.add(b);,c.output();,return 0;,测试复数类,a.add(b),返回一个临时复数对象（保存,a,和,b,相加结果），,临时对象赋值给,c,。,add,方法实现复数加法，但不直观。,-,9,-,从简单数据类型开始思考,运算符,的实质？,表达式,9/2=4,，而,9.0/2.0=4.5,。这里的同一个运算符“,/”,，由于所操作的数据不同而具有不同的意义，为什么？如何实现的？,C+,是由函数组成的，在,C+,内部，任何运算都是通过函数来实现的。在处理表达式,8+7,时，,C+,将这个表达式解释成如下的函数调用表达式：,operator+,(8,7);,相同的运算符对不同数据有不同的操作，实质上是函数的重载！,3,、引入,运算符重载的概念,-,10,-,C+,已经为各种基本数据类型定义了可能的运算符函数，如,operator+(int,int),operator-(int,int),operator/(int,int);,operator/(double,double);,如果想让类的,对象,也能使用这些运算符，就需要重载对应的运算符,。,引入运算符重载的概念,-,11,-,class Complex,private:,double real,imag;,public:,Complex():real(0),imag(0),Complex(double r,double i),:real(r),imag(i),Complex(const Complex&c),:real(c.real),imag(c.imag),void output()const;,Complex operator+(const Complex,;,4,、运算符重载实现加法运算,重载,Complex,类的,+,运算符，,operator+,相当于函数名,-,12,-,#include,Complex Complex:operator+(const Complex&c)const,return Complex(real+c.real,imag+c.imag);,int main(),Complex a(3,4),b(4,5),c;,a.output();,b.output();,c=a+b;,c.output();,return 0;,测试复数类,a+b,相当于,a.operator(b),，返回临时复数,对象，将临时对象赋值给,c,。,-,13,-,本章内容安排,基本概念,递增运算符,赋值运算符,转换运算符,重载输入输出流运算符,-,14,-,class Counter,public:,Counter():value(0),Counter(),int getValue()const return value;,void setValue(int x)value=x;,private:,int value;,;,计数器类,Counter,Counter,类主要用于计数，但目前不能执行递增,(+),、,递减等运算，使用不方便。,-,15,-,class Counter,public:,Counter():value(0),Counter(),int getValue()const return value;,void setValue(int x)value=x;,const Counter,private:,int value;,;,为,Counter,类重载前置,+,-,16,-,#include,const Counter&Counter:,operator+(),+value;,return*this;,int main(),Counter c;,stdcout c:c.getValue()n;,+c;,std:cout c:c.getValue()n;,return 0;,测试,Counter,的递增功能,+c,先递增,value,的值，返回对,c,的引用，通,返回常引用可以提高效率，同时防止修改。,+c,相当于调用,c.operator+(),-,17,-,class Counter,public:,Counter():value(0),Counter(),int getValue()const return value;,void setValue(int x)value=x;,const Counter,const Counter operator+(int);,private:,int value;,;,为,Counter,类重载后置,+,为区分后置,+,和前置,+,，给成员函数,operator+,添加,1,个,int,参数，作为后置,+,的标志。,后置,+,先返回变量的值，再对变量递增，后置,+,返回,1,个,临时对象，而不是引用。,-,18,-,const Counter&,Counter:,operator+(),+value;,return*this;,const Counter,Counter:,operator+(int),Counter temp(*this);,+value;,return temp;测试,Counter,的递增功能,前置,+,，先递增值，再返回当前对象的引用,后置,+,，先创建当前对象的备份，递增值，,最后返回临时对象。,不使用的形参，可以不指定名称，只是用于,编译器识别不同的函数版本。,-,19,-,#include,int main(),Counter c;,std:cout c:c.getValue()n;,c+;,std:cout c:c.getValue()n;,Counter a=c+;,std:cout “a:a.getValue()n;,Counter b=+c;,std:cout “b:b.getValue()n;,return 0;,测试,Counter,的递增功能,前置,+,，先递增，再返回引用。,后置,+,，先保存备份，递增备份，返回原先的备份。,-,20,-,运算符重载的约束,运算符重载是,C+,的强大功能和特色，多数运算符都能够进行重载，有一些约束。,不允许重载内置类型的运算符；,不能改变运算符的优先级和目数；,不能创建新的运算符，如将,*,声明为指数运算,改变运算符的语义是合法的，如重载,+,进行减法运算，但会导致代码难以理解。重载运算符的初衷就是便于使用和易于理解。,-,21,-,本章内容安排,基本概念,递增运算符,赋值运算符,转换运算符,重载输入输出流运算符,-,22,-,赋值运算符,相同类型对象之间赋值时，实际上是通过调用operator=,成员函数实现的。如果类中没有定义该函数，编译器会提供,默认的赋值运算符,，实现对象数据成员的逐一赋值。,如果类中只包含简单数据成员，默认赋值运算符就能很好工作。,如果类中包含指针成员，它们指向堆中分配的内存，默认赋值运算符会导致“,浅复制,”，造成内存泄漏或程序异常。此时需要编写自己的复制运算符函数,-,23,-,Tricycle,类,class Tricycle,public:,Tricycle();,Tricycle(const Tricycle,Tricycle();,Tricycle,int getSpeed()const return*speed;,void setSpeed(int newSpeed)*speed=newSpeed;,private:,int*speed;,;,如果类中包含指向堆中的数据的指针成员，,应该自定义以下,4,个成员函数，而不是使用,缺省的函数：默认构造函数、拷贝构造,函数、析构函数、赋值运算符函数。,赋值运算符修改左值，并返回左值的引用。,不应该返回临时对象（教材有误）,-,24,-,Tricycle,类,Tricycle:Tricycle(),speed=new int;,*speed=5;,Tricycle:Tricycle(const Tricycle&rhs),speed=new int;,*speed=rhs.getSpeed();,Tricycle:Tricycle(),delete speed;,speed=NULL;,构造函数中分配内存，析构函数中释放,内存。,-,25,-,Tricycle,类,Tricycle&Tricycle:operator=(const Tricycle&rhs),if(this=&rhs),return*this;,delete speed;,speed=new int;,*speed=rhs.getSpeed();,return*this;,调用赋值运算符时，对象的内存已经,分配，因此要先释放内存，再重新,分配内存，然后复制现有的值。,wichita=wichita,会造成的意外错误，,要过滤这种情况，直接返回,*this,。,复制构造函数：创建以现有对象为模板的新对象。,赋值运算符函数：,2,个已经存在对象之间的赋值。,-,26,-,测试,Tricycle,类,#include,int main(),Tricycle wichita;,wichita.setSpeed(6);,std:coutWichita:wichita.getSpeed()n;,Tricycle dallas;,wichita=dallas;,std:coutWichita:wichita.getSpeed()n;,return 0;,-,27,-,本章内容安排,基本概念,递增运算符,赋值运算符,转换运算符,重载输入输出流运算符,-,28,-,class Counter,public:,Counter():value(0),Counter(),int getValue()const return value;,void setValue(int x)value=x;,private:,int value;,;,计数器类,Counter,-,29,-,测试,Counter,#include,int main(),int beta=5;,Counter alpha=beta;,std:cout“alpha:“alpha.getValue()“n”;,return 0;,编译错误，无法用整型变量初始化,Counter,对象,-,30,-,class Counter,public:,Counter():value(0),Counter(int newValue);,Counter(),int getValue()const return value;,void setValue(int x)value=x;,private:,int value;,;,类型转换构造函数,通过类型转换构造函数，编译器知道如何将,1,个整数转换为,1,个,Counter,对象。,-,31,-,测试,Counter,#include,Counter:Counter(int newValue),:value(newValue),int main(),int beta=5;,Counter alpha=beta;,std:cout“alpha:“alpha.getValue()“n”;,return 0;,当使用整数初始化构建,Counter,对象时，编译器识别出应该,通过调用以,1,个整型变量为参数的构造函数。,alpha=6;,将以,6,为参数构造,1,个,临时的,Counter,对象，再将临时,对象赋值给,alpha,。,-,32,-,将对象赋值给整数？,#include,Counter:Counter(int newValue),:value(newValue),int main(),Counter gama(18);,int delta=gama;,std:cout“delta:“delta“n”;,return 0;,编译错误，无法用,Counter,对象初始化整型变量。,-,33,-,class Counter,public:,Counter():value(0),Counter(int newValue);,Counter(),operator int();,int getValue()const return value;,void setValue(int x)value=x;,private:,int value;,;,int(),运算符,使用对象赋值（或初始化）整型变量时，编译器将调用,operator int(),转换函数。,-,34,-,将对象赋值给整数？,#include,Counter:Counter(int newValue),:value(newValue),Counter:operator int(),return value;,int main(),Counter gama(18);,int delta=gama;,std:cout“delta:“delta,和,运算符,C+,预定义了,cout,和,cin,输入输出流对象。,cout,为内置数据类型提供了重载的,运算符，支持对它们的输入操作。,如果希望自定义类支持,cout,和,cin,的,操作，需要重载这些运算符。,-,37,-,class Counter,public:,Counter():value(0),Counter(),int getValue()const return value;,void setValue(int x)value=x;,friend std:ostream&,operator,(std:ostream,private:,int value;,;,重载输出运算符,operator,必须重载为友元函数，参数为输入流对象和,被输出对象，返回输出流对象，以支持连续输出。,-,38,-,std:ostream&operator(std:ostream&out,const Counter&c),outc.getValue()std:endl;,return out;,重载输出运算符,operator,运算符函数，将,c,的内容输出到传入的输出流,中，并返回,out,的引用。,以支持形同,coutc1c2,的级联式输出。,-,39,-,测试,Counter,#include,int main(),int beta=5;,std:coutbeta;,return 0;,调用,operator,运算符函数，将,beta,输出到,std:cout,中。,