c++运算符重载、模板.ppt

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1、目录12.1 运算符重载12.2 模板12.3 小结112.1 运算符重载用“+”、“-”能够实现复数的加减运算吗？实现复数加减运算的方法 重载“+”、“-”运算符运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义，使同一个运算符作用于不同类型的数据时导致不同的行为。212.1.1 运算符重载的规则C+几乎可以重载全部的运算符，而且只能够重载C+中已经有的。不能重载的运算符举例：“.”、“.*”、“:”、“?:”重载之后运算符的优先级和结合性都不会改变。运算符重载是针对新类型数据的实际需要，对原有运算符进行适当的改造。两种重载方式：重载为类的非静态成员函数和重载为非成员函数。312.1 运算符重载12.1

2、.2 运算符重载为成员函数声明形式函数类型 operator 运算符（形参）.重载为类成员函数时 参数个数=原操作数个数-1（后置+、-除外）重载为非成员函数时 参数个数=原操作数个数，且至少应该有一个自定义类型的形参。412.1 运算符重载12.1.2 运算符重载为成员函数（续）双目运算符 B如果要重载 B 为类成员函数，使之能够实现表达式 oprd1 B oprd2，其中 oprd1 为A 类对象，则 B 应被重载为 A 类的成员函数，形参类型应该是 oprd2 所属的类型。经重载后，表达式 oprd1 B oprd2 相当于 oprd1.operator B(oprd2)512.1 运算

3、符重载例12-1（教材例8-1）复数类加减法运算重载成员函数形式 将“+”、“-”运算重载为复数类的成员函数。规则:实部和虚部分别相加减。实部和虚部分别相加减。操作数:两个操作数都是复数类的对象。两个操作数都是复数类的对象。612.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数例12-1（续）#includeusingnamespacestd;classComplex/复数类定义public:/外部接口Complex(doubler=0.0,doublei=0.0):real(r),imag(i)/构造函数Complexoperator+(constComplex&c2)const;/运算

4、符+重载成员函数Complexoperator-(constComplex&c2)const;/运算符-重载成员函数voiddisplay()const;/输出复数private:/私有数据成员doublereal;/复数实部doubleimag;/复数虚部;712.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数例12-1（续）ComplexComplex:operator+(constComplex&c2)const/重载运算符函数实现returnComplex(real+c2.real,imag+c2.imag);/创建一个临时无名对象作为返回值ComplexComplex:opera

5、tor-(constComplex&c2)const/重载运算符函数实现returnComplex(real-c2.real,imag-c2.imag);/创建一个临时无名对象作为返回值voidComplex:display()constcout(real,imag)endl;812.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数例12-1（续）intmain()/主函数Complexc1(5,4),c2(2,10),c3;/定义复数类的对象coutc1=;c1.display();coutc2=;c2.display();c3=c1-c2;/使用重载运算符完成复数减法coutc3=c1-

6、c2=;c3.display();c3=c1+c2;/使用重载运算符完成复数加法coutc3=c1+c2=;c3.display();return0;912.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数例12-1（续）程序输出的结果为：c1=(5,4)c2=(2,10)c3=c1-c2=(3,-6)c3=c1+c2=(7,14)1012.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数运算符成员函数的设计前置单目运算符 U如果要重载 U 为类成员函数，使之能够实现表达式 U oprd，其中 oprd 为A类对象，则 U 应被重载为 A 类的成员函数，无形参。经重载后，表达式 U opr

7、d 相当于 oprd.operator U()1112.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数运算符成员函数的设计（续）后置单目运算符+和-如果要重载+或-为类成员函数，使之能够实现表达式 oprd+或 oprd-，其中 oprd 为A类对象，则+或-应被重载为 A 类的成员函数，且具有一个 int 类型形参。经重载后，表达式 oprd+相当于 oprd.operator+(0)1212.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数例12-2（教材例8-2）运算符前置+和后置+重载为时钟类的成员函数。前置单目运算符，重载函数没有形参，对于后置单目运算符，重载函数需要有一个整型

8、形参。操作数是时钟类的对象。实现时间增加1秒钟。1312.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数#includeusingnamespacestd;classClock/时钟类定义public:/外部接口Clock(inthour=0,intminute=0,intsecond=0);voidshowTime()const;Clock&operator+();/前置单目运算符重载Clockoperator+(int);/后置单目运算符重载private:/私有数据成员inthour,minute,second;Clock:Clock(inthour/*=0*/,intminute/

9、*=0*/,intsecond/*=0*/)if(0=hour&hour24&0=minute&minute60&0=second&secondhour=hour;this-minute=minute;this-second=second;elsecoutTimeerror!endl;1412.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数例12-2（续）voidClock:showTime()const/显示时间函数couthour:minute:second=60)second-=60;minute+;if(minute=60)minute-=60;hour=(hour+1)%24;r

10、eturn*this;ClockClock:operator+(int)/后置单目运算符重载/注意形参表中的整型参数Clockold=*this;+(*this);/调用前置“+”运算符returnold;1512.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数例12-2（续）intmain()ClockmyClock(23,59,59);coutFirsttimeoutput:;myClock.showTime();coutShowmyClock+:;(myClock+).showTime();coutShow+myClock:;(+myClock).showTime();return0

11、;1612.1 运算符重载 12.1.2 运算符重载为成员函数例12-2（续）运行结果：First time output:23:59:59Show myClock+:23:59:59Show+myClock:0:0:112.1.3运算符重载为非成员函数函数的形参代表依自左至右次序排列的各操作数。后置单目运算符+和-的重载函数，形参列表中要增加一个int，但不必写形参名。如果在运算符的重载函数中需要操作某类对象的私有成员，可以将此函数声明为该类的友元。1712.1 运算符重载12.1.3运算符重载为非成员函数（续）双目运算符 B重载后，表达式oprd1 B oprd2 等同于operator

12、B(oprd1,oprd2)前置单目运算符 B重载后，表达式 B oprd 等同于operator B(oprd)后置单目运算符+和-重载后，表达式 oprd B 等同于operator B(oprd,0)1812.1 运算符重载例12-3（教材例8-3）以非成员函数形式重载Complex的加减法运算和“”运算符将+、-（双目）重载为非成员函数，并将其声明为复数类的友元，两个操作数都是复数类的常引用。将（双目）重载为非成员函数，并将其声明为复数类的友元，它的左操作数是std:ostream引用，右操作数为复数类的常引用，返回std:ostream引用，用以支持下面形式的输出：coutab;该输

13、出调用的是：operator(operator(cout,a),b);1912.1 运算符重载 12.1.3 运算符重载为非成员函数/8_3.cpp#includeusingnamespacestd;classComplex/复数类定义public:/外部接口Complex(doubler=0.0,doublei=0.0):real(r),imag(i)/构造函数friendComplexoperator+(constComplex&c1,constComplex&c2);/运算符+重载friendComplexoperator-(constComplex&c1,constComplex&c2

14、);/运算符-重载friendostream&operator(ostream&out,constComplex&c);/运算符重载private:/私有数据成员doublereal;/复数实部doubleimag;/复数虚部;Complexoperator+(constComplex&c1,constComplex&c2)/重载运算符函数实现returnComplex(c1.real+c2.real,c1.imag+c2.imag);2012.1 运算符重载 12.1.3 运算符重载为非成员函数例12-3（续）Complexoperator-(constComplex&c1,constCom

15、plex&c2)/重载运算符函数实现returnComplex(c1.real-c2.real,c1.imag-c2.imag);ostream&operator(ostream&out,constComplex&c)/重载运算符函数实现out(c.real,c.imag);returnout;intmain()/主函数Complexc1(5,4),c2(2,10),c3;/定义复数类的对象coutc1=c1endl;coutc2=c2endl;c3=c1-c2;/使用重载运算符完成复数减法coutc3=c1-c2=c3endl;c3=c1+c2;/使用重载运算符完成复数加法coutc3=c1

16、+c2=c3endl;return0;2112.1 运算符重载 12.1.3 运算符重载为非成员函数例12-3（续）12.2.1 函数模板函数模板可以用来创建一个通用功能的函数，以支持多种不同形参，进一步简化重载函数的函数体设计。定义方法：template 函数定义模板参数表的内容类型参数：class（或typename）标识符常量参数：类型说明符 标识符模板参数：template class 标识符2212.2 函数模板与类模板23求绝对值函数的模板#includeusingnamespacestd;templateTabs(Tx)returnx0?-x:x;intmain()intn=-5

17、;doubled=-5.5;coutabs(n)endl;coutabs(d)endl;return0;12.2 函数模板与类模板 12.2.1 函数模板运行运行结果：结果：5 55.55.5求绝对值函数的模板分析编译器从调用abs()时实参的类型，推导出函数模板的类型参数。例如，对于调用表达式abs(n)，由于实参n为int型，所以推导出模板中类型参数T为int。当类型参数的含义确定后，编译器将以函数模板为样板，生成一个函数：int abs(int x)return x 0?x:x;2412.2 函数模板与类模板 12.2.1 函数模板例12-4（教材例9-1）函数模板的示例/9_1.cpp

18、#includeusingnamespacestd;template/定义函数模板voidoutputArray(constT*array,intcount)for(inti=0;icount;i+)coutarrayi;coutendl;2512.2 函数模板与类模板 12.2.1 函数模板例12-4（续）intmain()/主函数constintA_COUNT=8,B_COUNT=8,C_COUNT=20;intaA_COUNT=1,2,3,4,5,6,7,8;/定义int数组doublebB_COUNT=1.1,2.2,3.3,4.4,5.5,6.6,7.7,8.8;/定义double数

19、组charcC_COUNT=Welcometoseeyou!;/定义char数组coutaarraycontains:endl;outputArray(a,A_COUNT);/调用函数模板coutbarraycontains:endl;outputArray(b,B_COUNT);/调用函数模板coutcarraycontains:endl;outputArray(c,C_COUNT);/调用函数模板return0;2612.2 函数模板与类模板 12.2.1 函数模板例12-4（续）运行结果如下：aarraycontains:12345678barraycontains:1.12.23.34

20、.45.56.67.78.8carraycontains:Welcometoseeyou!2712.2 函数模板与类模板 12.2.1 函数模板12.2.2 类模板类模板的作用使用类模板使用户可以为类声明一种模式，使得类中的某些数据成员、某些成员函数的参数、某些成员函数的返回值，能取任意类型（包括基本类型的和用户自定义类型）。2812.2 函数模板与类模板类模板的声明类模板：template class 类名类成员声明如果需要在类模板以外定义其成员函数，则要采用以下的形式：template 类型名 类名:函数名（参数表）2912.2 函数模板与类模板 12.2.2 类模板例12-5（教材例9-

21、2）类模板应用举例#include#includeusingnamespacestd;/结构体StudentstructStudentintid;/学号floatgpa;/平均分;3012.2 函数模板与类模板 12.2.2 类模板例12-5(续)templateclassStore/类模板：实现对任意类型数据进行存取private:Titem;/item用于存放任意类型的数据boolhaveValue;/haveValue标记item是否已被存入内容public:Store();/缺省形式（无形参）的构造函数T&getElem();/提取数据函数voidputElem(constT&x);/

22、存入数据函数;/以下实现各成员函数。template/缺省构造函数的实现Store:Store():haveValue(false)3112.2 函数模板与类模板 12.2.2 类模板32例12-5(续)template/提取数据函数的实现T&Store:getElem()/如试图提取未初始化的数据，则终止程序if(!haveValue)coutNoitempresent!endl;exit(1);/使程序完全退出，返回到操作系统。returnitem;/返回item中存放的数据template/存入数据函数的实现voidStore:putElem(constT&x)/将haveValue置为

23、true，表示item中已存入数值haveValue=true;item=x;/将x值存入item12.2 函数模板与类模板 12.2.2 类模板33例12-5(续)intmain()Stores1,s2;s1.putElem(3);s2.putElem(-7);couts1.getElem()s2.getElem()endl;Studentg=1000,23;Stores3;s3.putElem(g);coutThestudentidiss3.getElem().idendl;Stored;coutRetrievingobjectD.;coutd.getElem()endl/由于d未经初始化,在执行函数D.getElement()过程中导致程序终止return0;12.2 函数模板与类模板 12.2.2 类模板12.3 小结主要内容运算符重载的原理与实现、常用运算符重载示例、函数模板与类模板的语法和示例。达到的目标学会编写运算符重载函数，学会编写函数模板和类模板。34