Объявление перегруженных операторов выполняется так же, как и функций. Используйте ключевое слово operator, за которым следует сам перегружаемый оператор. В функциях операторов с одним операндом параметры не задаются, за исключением операторов no- стинкремента и постдекремента, в которых целочисленный параметр играет роль флага. Пример перегрузки оператора преинкремента:
const Counter&Countcr::operator++ ();
Пример перегрузки оператора постдекремента:
const Counter&Counter::operator-- (int);
Оператор суммирования
Операторы приращения, рассмотренные выше, оперируют только с одним операндом. Оператор суммирования (+) — это представитель операторов с двумя операндами. Он выполняет операции с двумя объектами. Как выполнить перегрузку оператора суммирования для класса Counter?
Цель состоит в том, чтобы объявить две переменные класса Counter, после чего сложить их, как в следующем примере:
Counter переменная_один, переменная_два, переменная_три; переменная_три= переменная_один + переменная_два;
Начнем работу с записи функции Add(), в которой объект Counter будет выступать аргументом. Эта функция должна сложить два значения, после чего возвратить Counter с полученным результатом. Данный подход показан в листинге 10.13.
Листинг 10.13. Функция Add()
1: // Листинг 10.13.
2: // Функция Add
3:
4: int
5: #include <iostream.h>
6:
7: class Counter
8: {
9: public:
10: Counter();
11: Counter(int initialValue);
12: ~Counter(){ }
13: int GetItsVal()const {return itsVal; }
14: void SetItsVal(int x) {itsVal = x; }
15: Counter Add(const Counter &);
16:
17: private:
18: int itsVal;
19:
20: };
21:
22: Counter::Counter(int initialValue):
23: itsVal(initialValue)
24: { }
25:
26: Counter::Counter();
27: itsVal(0)
28: { }
29:
30: Counter Counter::Add(const Counter & rhs)
31: {
32: return Counter(itsVal+ rhs.GetItsVal());
33: }
34:
35: int main()
36: {
37: Counter varOne(2), varTwo(4), varThree;
38: varThree = varOne.Add(varTwo);
39: cout << "var0ne: " << varOne.GetItsVal()<< endl;
40: cout << "varTwo: " << varTwo.GetItsVal() << endl;
41: cout << "varThree: " << varThree.GetItsVal() << endl;
42:
43: return 0;
44: }
Результат:
varOne: 2
varTwo: 4
varThree: 6
Анализ: Функция Add() объявляется в строке 15. В функции задана константная ссылка на Counter, представляющая число, которое нужно добавить к текущему объекту. Функция возвращает объект класса Counter, представляющий собой результат суммирования, который присваивается операнду слева от оператора присваивания (=), как показано в строке 38. Здесь переменная varOne является объектом, varTwo — параметр функции Add(), а varThree — адресный операнд, которому присваивается результат суммирования.
Чтобы создать объект varThree без исходной инициализации каким-либо значением, используется конструктор, заданный по умолчанию. Он присваивает объекту varThree нулевое значение, как показано в строках 22—24. Иначе эту проблему можно было решить, присвоив нулевое значение конструктору, определенному в строке 11.
Перегрузка оператора суммирования
Тело функции Add() показано в строках 30—33. Программа работает, но несколько замысловато. Перегрузка оператора суммирования (+) сделала бы работу класса Counter более гармоничной (листинг 10.14).
Листинг 10.14. Перегрузка оператора суммирования
1: // Листинг 10.14.
2: //Перегрузка оператора суммирования (+)
3:
4: int
5: #include <iostream.h>
6:
7: class Counter
8: {
9: public:
10: Counter();
11: Counter(int initialValue);
12: ~Counter(){ }
13: int GetItsVal()const { return itsVal; }
14: void SetItsVal(int x) { itsVal = x; }
15: Counter operator+ (const Counter &);
16: private:
17: int itsVal;
18: };
19:
20: Counter::Counter(int initialValue):
21: itsVal(initialValue)
22: { }
23:
24: Counter::Counter():
25: itsVal(0)
26: { }
27:
28: Counter Counter::operator+ (const Counter & rhs)
29: {
30: return Counter(itsVal + rhs.GetItsVal());
31: }
32:
33: int main()
34: {
35: Counter varOne(2), varTwo(4), varThree;
36: varThree = varOne + varTwo;
37: cout << "varOne: " << varOne.GetItsVal()<< endl;
38: cout << "varTwo: " << varTwo.GetItsVal() << endl;
39: cout << "varThree: " << varThree.GetItsVal() << endl;
40:
41: return 0;
42: }
Результат:
varOne: 2
varTwo: 4
varThree: 6
Анализ: В строке 15 объявлен оператор суммирования (operator+), функция которого определяется в строках 28—31. Сравните эту функцию с объявлением и определением функции Add() в предыдущем листинге. Они почти идентичны. В то же время далее в программе эти функции используются совершенно по разному. Посмотрите, следующая запись с оператором (+) выглядит естественней и понятнее varThree = varOne + varTwo;
чем строка с функцией Add(): varThree = varOne.Add(varTwo);
Для компилятора различия не принципиальные, но программа при этом становится более понятной и читабельной, что облегчает работу программиста.
Примечание:Метод, используемый для перегрузки оператора суммирования (operator++), можно применять также с другими операторами, например, оператором вычитания (operator--).
Перегрузка операторов с двумя операндами
Операторы с двумя операндами объявляются так же, как и операторы с одним операндом, за исключением того, что функции этих операторов содержат параметры. Параметры представляют собой константные ссылки на объекты таких же типов.
Пример перегрузки оператора суммирования для класса Ciuinio-:
Counter Counter::operator+ (const Counter & rhs);
Пример перегрузки оператора вычитания для этого же класса:
Counter Counter::operator- (const Counter & rhs);
Основные принципы перегрузки операторов
Перегруженные операторы могут быть функциями-членами, как в примерах этой главы, либо задаваться функциями-друзьями, не принадлежащими классу. Более подробно такие операторы будут рассматриваться на занятии 14 во время изучения специальных классов и функций.
Ряд операторов могут быть исключительно членами класса. Это операторы присваивания (=), индексирования ([]), вызова функции (()) и косвенного обращения к члену класса (->).
Оператор индексирования [ ] будет рассмотрен на следующем занятии, а оператор косвенного обращения к члену класса — на занятии 14 во время изучения дополнительных возможностей указателей.
Ограничения перегрузки операторов
Нельзя перегружать операторы стандартных типов данных (такие как int). Также нельзя изменять установленные приоритеты и ассоциативности операторов. Например, нельзя оператор с одним операндом перегрузить так, чтобы использовать его с двумя операндами. Кроме того, методом перегрузки нельзя создавать новые операторы; например, бинарный оператор умножения (**) не удастся объявить как оператор возведения в квадрат.
Количество операндов, которыми может манипулировать оператор, — важная характеристика каждого оператора. Различают операторы, используемые с одним операндом (например, оператор инкремента: myValue++), и операторы, для работы которых необходимо указать два операнда (например, оператор суммирования: a+b). Сразу тремя операндами управляет только условный оператор ?, синтаксис использования которого показан в следующем примере: (а > b ? x : у).
Что можно перегружать
Возможность перегрузки операторов — это то новое средство программирования, предоставляемое C++, которое наиболее широко используют (а часто и злоупотребляют им) начинающие программисты. Новичков захватывает азарт присвоения новых интересных функций самым обычным и заурядным операторам. В результате код программы может оказаться непонятным и нечитабельным даже для создателя, а не то что для другого программиста.
Безусловно, если в программе оператор + начнет осуществлять вычитание, а оператор * — суммирование, это может тешить самолюбие начинающего программиста, но профессионал никогда такого не допустит. Вполне можно понять желание использовать оператор + для конкатенации строк и символов, а оператор / для разделения строк, но такая перегрузка операторов таит в себе подводные рифы, на которые может совершенно неожиданно напороться программа во время выполнения. Возможно, было бы не плохо уделить больше внимания особенностям использования перегруженных операторов, но еще лучше начать с формулировки основных предостережений. Прежде всего следует помнить, что основная цель перегрузки операторов состоит в том, чтобы сделать программу эффективнее, а ее код проще и понятнее.
