C++程序设计.ppt

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1、2019/10/22,北京科技大学,1,C+大学基础教程,第10章 运算符重载北京科技大学,2019/10/22,北京科技大学,-2-,重载运算符可以把C+的运算符扩展到自定义类型和类类型的领域中，使代码更直观、易懂，方便、简洁。,2019/10/22,北京科技大学,-3-,第十八章 运算符重载,10.1 运算符重载的需要10.2 运算符重载的限制10.3 重载运算符的语法10.4 重载+和-运算符10.5 重载赋值运算符10.6 重载转换运算符,2019/10/22,北京科技大学,-4-,10.1 运算符重载的需要,2019/10/22,北京科技大学,-5-,10.1 运算符重载的需要,目的

2、 C+代码更直观，易读，使用更方便。运算符重载的实质 运算符重载的实质是函数重载。 只不过它重载的是类似“+ - * / =“这样的操作符。,2019/10/22,北京科技大学,-6-,例子：,#include using namespace std;void main()char s120=”Hello”;char s220=”world”;char s320;strcpy(s3,s1); /字符串拷贝couts3endl;strcat(s3,s2); /字符串连接couts3endl;,2019/10/22,北京科技大学,-7-,例子：添加运算符重载,#include #include u

3、sing namespace std;void main()string s1=Hello;string s2=world;string s3;s3=s1; /字符串拷贝couts3endl;s3=s1+s2; /字符串连接couts3endl;,2019/10/22,北京科技大学,-8-,10.2 运算符重载的限制,2019/10/22,北京科技大学,-9-,10.2 运算符重载的限制,1、重载运算符时，重载运算符的运算顺序和优先级不变。2、不能创造新运算符3、规定不能重载的运算符:,2019/10/22,北京科技大学,-10-,10.3 运算符重载的语法,2019/10/22,北京科技大学

4、,-11-,10.3 运算符重载的语法,两种形式:1、重载为类的成员函数 函数类型 operator 运算符（形参表） 函数体； 2、重载为类的友元函数 friend 函数类型 operator 运算符（形参表） 函数体； ,2019/10/22,北京科技大学,-12-,1、重载为类的成员函数,1、一元运算符 +、-等2、二元运算符 +、-、*、/、% 、=、+=、-= 下面我们以复数Complex类为例，实现运算符的重载。,2019/10/22,北京科技大学,-13-,class complexpublic: complex(double real=0,double imag=0): r(r

5、eal),i(imag) complex operator +(complex,2019/10/22,北京科技大学,-14-,complex complex:operator +(complex,返回自己本身,2019/10/22,北京科技大学,-15-,void main() complex c1(1,1),c2(3,3),c3; c3=c1+c2; /复数相加 c3.print(); c3=c1-c2; /复数相减 c3.print(); c3+=c2+=c1; /复数相加后赋值 c3.print();,+4 +4i- 2 -2i+2 +2i,2019/10/22,北京科技大学,-16-,

6、说明,1、二元运算符 对象本身*this就是其中的一个操作数，另一个操作数由形参给出，通过运算符重载的函数进行传递；2、一元运算符 操作数由对象的this指针给出，就不再需要形参了。,一般来说，运算结果的类型与操作数的类型一致,2019/10/22,北京科技大学,-17-,说明,在重载复数“+=”运算符时，return语句中的表达式是*this，而其他运算符函数的return语句的表达式是一个临时对象complex(r-c.r,i-c.i)。 其实，将return *this改为返回一个临时对象return complex(r,i)结果是一样的，只是建立临时对象还要调用构造函数。返回*this

7、对象就不需要调用构造函数了，执行效率可以提高。,2019/10/22,北京科技大学,-18-,2、重载为类的友元函数,运算符也可以重载为友元函数，这时运算所需要的操作数都需要通过形参来传递，形参从左到右的顺序就是运算符操作数的顺序。 我们还以Complex类为例，查看如何将+、-、+=重载为友元函数,2019/10/22,北京科技大学,-19-,class complexpublic:complex(double real=0,double imag=0): r(real),i(imag)friend complex operator+(complex,2019/10/22,北京科技大学,-2

8、0-,complex operator +(complex,2019/10/22,北京科技大学,-21-,说明,重载为友元函数，比如“+”，操作数都由形参给出，通过运算符重载的函数进行传递。并且运算结果的类型与操作数的类型一致。 重载运算符的操作中，无论重载为成员函数还是友元函数，其形参多为引用类型，目的是增加可读性，提高程序的运行效率，因为使用引用类型，在进行参数传递的过程中，不需要复制临时对象。,2019/10/22,北京科技大学,-22-,10.4 重载+和-运算符,2019/10/22,北京科技大学,-23-,10.4 重载+和-运算符,在C+中有一类特殊的运算符，“+”、“-”运算符

9、，这类运算符是一元运算符，它的运算规律因操作数的位置不同而不同。 +x ：前置自增算符，先自身增1，再将增加后的值作为表达式的值返回； x+ ：后置自增算符，先将本身的值作为表达式的值返回，自身再增1。 我们以weight为例，实现如何重载+运算符。,2019/10/22,北京科技大学,-24-,class weight public: weight(int v=0):value(v) /前置自增 weight,2019/10/22,北京科技大学,-25-,/前增量weight /返回没有加1的临时对象,2019/10/22,北京科技大学,-26-,void main() weight s1(

10、1);s1+.print();s1.print();(+s1).print();,123,2019/10/22,北京科技大学,-27-,说明,因为重载函数只能从形式参数上加以区别。 1、前置自增运算符 用成员函数实现时，没有形式参数。 2、后置自增运算符 另外增加一个形式上的形式参数，类型定为int。这个参数只是用来区别两种自增算符，并不参加实际的运算。,2019/10/22,北京科技大学,-28-,2、重载为类的友元函数,class weightpublic: weight(int v=0):value(v)friend weight,2019/10/22,北京科技大学,-29-,weigh

11、t,2019/10/22,北京科技大学,-30-,10.5 重载赋值运算符,2019/10/22,北京科技大学,-31-,10.5 重载赋值运算符,默认的赋值运算符在C+中系统提供一个默认的重载的赋值运算符，所以同类的对象可以互相赋值。 缺省运算符 缺省拷贝构造函数 功能完全相同。,2019/10/22,北京科技大学,-32-,10.5 重载赋值运算符,例如： RMB r1(20.3), r2; RMB r3=r1; r2 = r1; 创建对象r3，调用的是拷贝构造函数，即用已有的对象创建新对象。 r2在赋值运算表达式中，对象已经存在，使用“=”为对象赋值，调用的是赋值运算符。,2019/10

12、/22,北京科技大学,-33-,10.5 重载赋值运算符,一般来说，这个重载的赋值运算符可以直接使用，不需要自己定义。但是，在有些情况下，比如动态申请对内存的情况，则还是需要自己定义重载的赋值运算符。下面，以一个例子说明，如何重载赋值运算符。,2019/10/22,北京科技大学,-34-,class Namepublic: Name(char *str=NULL); Name(Name ,2019/10/22,北京科技大学,-35-,Name:Name(char *str)if(str=NULL)pName = NULL;else pName=new charstrlen(str)+1;str

13、cpy(pName,str); ,Name ,2019/10/22,北京科技大学,-36-,Name:Name(Name ,void main() Name s1(test = operator),s2; s2=s1; s2.print();,2019/10/22,北京科技大学,-37-,说明,由于在类的构造过程中动态申请了对内存，因此必须重载拷贝构造函数和赋值运算符。 、拷贝构造函数在创建对象时调用，因为此时对象还不存在，只需要申请新的空间，而不需要释放原有资源空间。 、赋值运算符在对象已存在的条件下调用，因此需要先释放原对象占用的空间，然后申请新的空间。,2019/10/22,北京科技大学

14、,-38-,10.6 重载转换运算符,2019/10/22,北京科技大学,-39-,10.6 重载转换运算符,在C+中，数据类型转换对于基本数据类型有两种方式： 1、隐式数据类转换 2、显式数据类型转换，也叫强制类型转换。 对于自定义类型和类类型，类型转换操作是没有定义的。 强制类型转换使用“( )”运算符完成，在C+中我们可以将“( )”运算符进行重载，达到数据转换的目的。,2019/10/22,北京科技大学,-40-,10.6 重载转换运算符,转换运算符声明形式 operator 类型名 () ;特点 1、没有返回值 2、功能类似强制转换 我们以RMB类为例说明如何重载转换运算符,2019

15、/10/22,北京科技大学,-41-,class RMB public: RMB(double value=0.0) yuan =value; fen = (value-yuan)*100+0.5; void ShowRMB() coutyuan “元” fen 分 endl; operator double () return yuan+fen/100.0; private:int yuan, fen;,2019/10/22,北京科技大学,-42-,void main() RMB r1(1.01),r2(2.20); RMB r3; /显式转换类型 r3 = RMB(double)r1+(d

16、ouble)r2); r3.ShowRMB(); /自动转换类型 r3=r1+2.40; r3.ShowRMB(); /自动转换类型 r3 =2.0-r1; r3.ShowRMB();,2019/10/22,北京科技大学,-43-,10.6 重载转换运算符,对于r3=r1+2.40;的系统工作1、寻找重载的成员函数+运算符2、寻找重载的友元函数+运算符3、寻找转换运算符4、验证转换后的类型是否支持+运算。 转换运算符重载一般建议尽量少使用。,2019/10/22,北京科技大学,-44-,小结,1、注意运算符重载的规则和限制2、重载运算符的时候要注意函数的返回类型3、前增量和后增量运算符的重载区别4、赋值运算符重载要注意内存空间的释放和重新申请。5、转换运算符重载与构造函数、析构函数一样没有返回值，通过转换运算符重载可以在表达式中使用不同类型的对象，但要注意转换运算符重载不可滥用。,