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C++程序设计教程:双目运算符重载

【摘要】:程序的执行结果如下:v1=(6,8)v2=(3,6)v1+v2=v1-v2=(3,2)2.重载双目运算符为类的友元函数运算符也可以重载为类的友元函数,这样,它就可以自由地访问该类的任何数据成员。假设有一个类A,对于双目运算符op,如果重载运算符op使之能够实现表达式“obj1 op obj2”,其中obj1和obj2均为A类的对象。将例4.5的类Vector中重载运算符改为友元函数实现。

前面介绍过,运算符重载实质上就是函数重载,如果重载为成员函数,它就可以自由地访问本类的数据成员。在实际使用时,通过该类的某个对象(s)来访问重载的运算符。对于双目运算符,一个运算数是对象本身(s)的数据,由this指针给出,另一个运算数则需要通过运算符重载函数的参数(s1)来传递。下面分别介绍这两种情况。

1.重载双目运算符为类的成员函数

假设有一个类A,对于二元运算符op,如果重载运算符op使之能够实现表达式“obj1 op obj2”,其中obj1和obj2均为A类的对象。

若把op重载为A类的成员函数,该函数只有一个形参,形参的类型是obj2所属的类型。经过重载之后,表达式obj1 op obj2解释为:

obj1.operator op(obj2)

左边的对象obj1通过this指针传递,右边的对象obj2由参数传递。下面是一个重载运算符“+”为成员函数的方式实现两个字符串加法的程序。

上述程序中,声明了一个类MyClass,其中包含一个重载运算符“+”成员函数,它有一个形参,为MyClass对象,当执行“s3=s1+s2;”语句时(等价于s3=s1+(s2)),调用这个重载运算符“+”成员函数,其中定义一个局部变量str,其值为当前对象的name(s1.name)与参数的name(s2.name)的连接,最后返回MyClass(str),即调用重载构造函数建立一个对象并返回这个新建的对象,通过赋值运算符“=”将这个新建的对象赋给s3。程序执行结果如下:

s1:Visual C++

s2:6.0

s3:Visual C++6.0

s1:Visual C++

s2:6.0

从执行结果可以看到,在执行“s3=s1+s2;”语句后,s1和s2均没有改变,实际上,这个重载运算符“+”成员函数也可以设计为:

在上述修改后,程序的执行结果与前面的完全相同,该函数中定义了一个类对象tmp,将字符串连接的结果赋给tmp.name,最后返回这个对象。

若用this指针实现,对应的代码如下:

这样修改后,程序执行结果如下:

s1:Visual C++

s2:6.0

s3:Visual C++6.0

s1:Visual C++6.0

s2:6.0

从执行结果可以看到,s1发生了改变。这是因为当执行“s3=s1+s2;”语句时(等价于s3=s1+(s2)),调用这个重载运算符“+”成员函数,this指针指向s1,将字符串连接的结果赋给s1.name,最后执行“return*this;”返回s1,再通过赋值运算符“=”将s1对象赋给s3。这其中已经通过this指针改变了s1的值。

前面介绍了使用成员函数实现运算符重载的各种方法,不同的实现方法得到的结果会稍有区别,使用返回*this对象的方式时会修改当前对象,而采用局部对象的方式不会修改当前对象。在实际中要注意它们之间的差异。

【例4.4】设计一个日期类Date,包括年、月、日等私有数据成员。要求实现从计算机时钟获取当前日期(默认构造函数),输出日期和两日期相差的天数等功能。(www.chuimin.cn)

解:在VC++6.0中,从计算机时钟获取当前日期的函数为_strdate(date),它将当前日期自动存放在字符数组date中,其格式为MM/DD/YY,通过各位字符的分解可以计算出年、月和日。完整的程序如下:

上述Date类的描述如图4.2所示。程序的执行结果如下:

以前日期:2019.3.5

今日日期:2019.3.11

相距天数:16

图4.2 Date类描述

【例4.5】分析以下程序的执行结果。

解:上述程序中,分别重载双目运算符“+”和“-”的功能为两个向量的加法和减法。这里是采用成员函数的方式实现的。程序的执行结果如下:

v1=(6,8)

v2=(3,6)

v1+v2=(9,14)

v1-v2=(3,2)

2.重载双目运算符为类的友元函数

运算符也可以重载为类的友元函数,这样,它就可以自由地访问该类的任何数据成员。

假设有一个类A,对于双目运算符op,如果重载运算符op使之能够实现表达式“obj1 op obj2”,其中obj1和obj2均为A类的对象。

若把op重载为A类的友元函数,该函数有两个形参,经过重载之后,表达式obj1 op obj2解释为:

operator op(obj1,obj2)

左右两个对象obj1和obj2都由参数传递。

注意:重载运算符为成员函数和友元函数关键的区别在于成员函数具有this指针,而友元函数没有this指针。

【例4.6】将例4.5的类Vector中重载运算符改为友元函数实现。

解:将Vector类中的重载运算符改为等价的友元函数。程序如下:

本程序的执行结果与例4.5的结果完全相同。