《面向对象程序设计语言c++第05章_运算符重载》由会员分享，可在线阅读，更多相关《面向对象程序设计语言c++第05章_运算符重载（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、面向对象程序设计语言C+电子科技大学计算机学院1第五章 运算符重载当在使用一种程序设计语言编写程序时，我们 不仅要设计新的数据类型，同时还要为新类型设计 运算。一般地，用户定义类型的运算都是用函数的 方式实现的。而在一般情况下，一种类型的运算都是用运算符 表达的，这很直观，语义也简单。但是如果直接将运算符作用在用户定义类型之 上，那么编译器将不能识别运算符的语义。因此， 在这种情况下，我们需要一种特别的机制来重新定 义作用在用户定义类型上的普通运算符的含义。这 就是运算符重载的简单概念。2第五章 运算符重载其实在C编译器里早就存在简单的运算符重载 的概念了。考虑整型和浮点型两种加法运算：int
2、 a = 1, b; b = a + 2；float c = 1.0, d; d = c + 2.0;在上面的两条加法语句中，都用到了运算符 “+”。这符合我们数学常识。但对于C编译器来说 ，这两个加法却被翻译成不同的指令。这就是说， “+”运算符至少具有两种不同的解释（实现代码 ）。此时我们说， “+”运算符被重载了。遗憾的 是，C仅支持很少量的运算符重载。3第五章运算符重载C+扩充了C运算符重载的功能，允许已存在的 预定义运算符在不同的上下文中做出不同的解释。当两个字符串类进行连接的时候，我们可能用 到这样的方式： class String public:String string_cat
3、(String); ; String str1, str2, str3; str3 = str1.string_cat(str2);4第五章运算符重载显然，这不如str3 = str1 + str2 简单明了。但问题是，C+编译器只知道+运算符是作用在 整型和浮点型数据之上的，它不知道在上述表达式 中+运算符的确切含义。因此，在设计类String时，我们必须增加“+”运算 符的含义。这样一来，语义变得更加清晰和易懂。5第五章 引论在原来预定义的运算符含义的基础上 ，再增加对于某个用户定义类型的对象 进行操作的新的含义。这就是运算符重 载。运算符重载后，其优先级和结合性 不变。6第五章 引论考虑
4、复数的加法运算： class Complex double re, im; public:Complex(double r, double im) re=r; im=i; Complex() re = 0.0; im = 0.0; Complex add_Complex(Complex c)Complex temp; temp.re = re + c.re; temp.im = im + c.im;return temp; ;7 /整个函数体也可简化为return Complex(re+c.re, im+c.im);第五章 引论void main( ) Complex obj1(1,2),ob
5、j2(3,4); Complex obj3=obj1.add_Complex(obj2); 能不能将2个复数相加表示为：obj1+obj2 呢？9第五章 引论5.1 重载运算符C+提供了一种将标准定义的运算符用在用户自 定义类型上的方法，称为运算符重载。C+约定，如果一个成员函数的函数名字是特殊 的，即由关键字operator加上一个运算符构成，如 operator+。obj1.operator+(obj2) 称为函数operator+()的显示 调用形式；obj1+obj2称为函数operator+()的隐式调用形式；函数operator+()称为运算符重载函数。10第五章 引论考虑复数的加
6、法运算： class Complex double re, im; public:Complex(double r, double im) re=r; im=i; Complex() re = 0.0; im = 0.0; Complex operator+ (Complex c)Complex temp; temp.re = re + c.re; temp.im = im + c.im;return temp; ;11第五章 引论5.1 重载运算符 void main( ) Complex obj1(1,2),obj2(3,4); Complex obj3=obj1.+obj2; obj1+
7、obj2 等价于：obj1.operator+(obj2)12第五章 引论5.1.1运算符重载的语法形式在C+中，运算符通过一个运算符重载函数进行重载。运 算符重载可以采用成员函数和友元函数两种重载方式，语法 形式如下： (1)运算符重载函数为成员函数的语法形式为：type Class_Name:operator(参数表) /相对于Class_Name类而定义的操作 其中，type是返回类型，“”是要重载的运算符符号， Class_Name是重载该运算符的类的类名，函数名 operator。13第五章 引论5.1.1运算符重载的语法形式 (2)运算符重载函数为友元函数的语法形式为：type o
8、perator(参数表)/相对于该类而定义的操作14第五章 引论5.1.2 重载运算符规则 (1) 只有少数的C+语言的运算符不能重载： :# ?:*15第五章 引论5.1.2 重载运算符规则 (2)只能对已有的C+运算符进行重载。 (3)重载运算符时，不能改变它们的优先级，不能改 变它们的结合性，也不能改变这些运算符所需操 作数的数目。 (4)重载运算符的函数不能有默认的参数，否则就改 变了运算符所需要的操作数的数目。16第五章 引论5.1.2 重载运算符规则(5)重载的运算符必须和用户自定义类型的对象一起 使用，其参数至少应用一个是类对象（或类对象 的引用）。 (6)用于类对象的运算符一般
9、必须重载，有两个运算 符：赋值运算符=和地址运算符 temp.re=-re; temp.im=-im; return temp; 第五章 引论5.1.3一元和二元运算符 (2)友元函数重载运算符type operator(Class_Name Cobj) 显式调用方式：operator(obj) 隐式调用方式： obj 或者 obj（例5-5/6）22友元函数Complex operator!(const Complex temp.re=-obj.re; temp.im=-obj.im; return temp; 第五章 引论5.1.3一元和二元运算符 2.二元运算符 (1)成员函数重载运算符
10、type Class_Name:operator(Class_Name Cobj) 显式调用方式： obj1.operator(obj2) 隐式调用方式： obj1 obj224第五章 引论5.1.3一元和二元运算符 (2)友元函数重载运算符type operator (Class_Name Cobj1,Class_Name Cobj2) 显式调用方式： operator (obj1,obj2) 隐式调用方式： obj1 obj2（例5-7/8）25成员函数Complex Complex :operator+(const Complex temp.re=re+obj.re;temp.im=im
11、+obj.im;return temp; 友元函数Complex operator+(const Complex temp.re=aobj.re+bobj.re;temp.im=aobj.im+bobj.im;return temp; 第五章 引论5.1.3一元和二元运算符 3运算符重载为成员函数和友元函数的选择建议28non-membernon-memberAll other binary All other binary operatorsoperatorsmembermember+= = /= *= = += = /= *= = 友元函数重载Class_Nam operator+(Cla
12、ss_Nam 29成员函数 Complex im+; return *this; Complex Complex:operator+(int) /后缀 Complex c(*this);/拷贝构造函数 re+; im+; return c; 第五章 引论 5.1 重载运算符 5.1.4 重载+和-的前缀和后缀方式 对于后缀方式obj+: 成员函数重载Class_Nam Class_Nam:operator+(int); 友元函数重载Class_Nam operator+(Class_Nam 这时，第二个参数(int)只是一个占位符号，用来区 分该重载函数是前缀方式还是后缀方式，在函数 内部不需
13、要也不能使用。通常用0表示。（例5-11/12）31有元函数 Complex obj.im+; return obj; Complex operator+(Complex /拷贝构造函数 obj.re+; obj.im+; return c;第五章 引论 5.1 重载运算符 5.1.5 重载赋值运算符 赋值运算符“=”可以被重载，用户可以定义自己需要的重载 “=”的运算符重载函数。重载了的运算符函数operator=不 能被继承，而且它必须被重载为成员函数，一般重载格式 为：X X:operator=(const X int size;public:Array(int num) size=(n
14、um6)?num:6;p=new intsize; Array( ) delete p; int ostream scout”的第一个操作数是cin，它 实际上是标准类类型istream的对象的引用( 它的定义在文件iostream中)。 若在程序中，用户自己定义 一个istream的 对象的引用，也可以直接使用运算符“”。第五章 引论5.1.7重载输入和输出运算符对于类类型，用户可以重载运算符“”和“也有类似的情况,但要注意第二个参数必须 是对象的引用 。（例5-16）45class Complex double re,im; public: friend ostream ; ostream
15、 return is; void main( ) Complex obj1,obj2;coutobj1obj2; coutsize; cp=new Complexsize; 49第五章 引论5.2.3 指针悬挂问题 指针悬挂就是指：使用new申请的存储空间无法访 问，也无法释放。 造成指针悬挂原因是对指向new申请的存储空间的 指针变量进行赋值修改。 char * p,* q; p=new char10; q=new char10; strcpy(p, “abcd“); q=p; delete p; delete q; /错误，同样的空间被释放两次50 对象的拷贝有两种方式：初始化和赋值。将一个对象的数据成员对应地赋值给另一个对象的 数据成员； 如果一个类包含有指针类型的数据成员，那么，该 类的对象的拷贝(初始化和赋值)就可能会有问题。对象的指针成员直接赋值，就可能导致指针悬挂。 需要重新定义拷贝构造函数和超载“=”的函数class String char * pstr;int sz;public:String (int s) pstr=new char sz=s; String ( ) delete pstr;
