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C++--操作符重载 复数类

发布时间:2020-07-24 15:46:26 来源:网络 阅读:455 作者:淡淡_小孩 栏目:编程语言

一.操作符重载

Q:下面的复数解决方案是否可行?

class Complex { public: int a; int b; }; int main() { Complex c1={1,2}; Complex c2={3,4}; Complex c3=c1+c2; return 0; }

该段代码想要实现的是将两个复数类进行相加得出第三个类
代码实现的运行结果
C++--操作符重载 复数类
由上面的结果图可以得知,出现的错误是无法匹配+号操作符的操作,同时出现 的潜在问题是a与b是public成员,在实际的操作中应将a与b设置为private成员
改正的代码示例

#include <iostream> using namespace std; class Complex { int a; int b; public: Complex(int a = 0, int b = 0) { this->a = a; this->b = b; } int getA() { return a; } int getB() { return b; } friend Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2); }; Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2) { Complex ret; ret.a = p1.a + p2.a; ret.b = p1.b + p2.b; return ret; } int main() { Complex c1(1, 2); Complex c2(3, 4); Complex c3 = Add(c1, c2); // c1 + c2 cout<<"c3.a ="<<c3.getA()<<endl; cout<<"c3.b ="<<c3.getB()<<endl; return 0; }

该代码运行了友元函数friend,同时定义了全局函数Add,将a与b设置为私有成员
运行结果
C++--操作符重载 复数类
出现的疑问:Add函数可以解决Complex对象相加的问题,但是Complex是现实世界中确实存在的复数,并且复数在数学中的地位和普通的实数相同---为什么不能让+操作符也支持复数相加?
操作符重载
1.C++中的重载能够扩展操作符的功能
2.操作符的重载以函数的方式进行
本质--用特殊形式的函数扩展操作符的功能
通过operator关键字可以定义特殊的函数
operator的本质是通过函数重载操作符
语法
C++--操作符重载 复数类
操作符重载示例

#nclude <isotream> using namespace std; class Complex { int a; int b; public: Complex(int a = 0, int b = 0) { this->a = a; this->b = b; } int getA() { return a; } int getB() { return b; } friend Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2); }; Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2) { Complex ret; ret.a = p1.a + p2.a; ret.b = p1.b + p2.b; return ret; } int main() { Complex c1(1, 2); Complex c2(3, 4); Complex c3 = c1 + c2; // operator + (c1, c2) cout<<"c3.a ="<<c3.getA()<<endl; cout<<"c3.b ="<<c3.getB()<<endl; return 0; } 

运行结果如图所示
C++--操作符重载 复数类
可以将操作符重载定义为类的成员函数
1.比全局操作符重载函数少一个参数
2.不需要依赖友元就可以完成操作符重载
3.编译器优先在成员函数中寻找操作符重载函数
C++--操作符重载 复数类
小结
1.操作符重载是C++的强大特性之一
2.操作符重载的本质是通过函数扩展操作符的功能
3.operator关键字是实现操作符重载的关键
4.操作符重载遵循相同的函数重载规则
5.全局函数和成员函数都可以实现对操作符的重载

二.完整复数类

复数类应该具有的操作
C++--操作符重载 复数类
利用操作符重载
1.统一复数与实数的运算方式
2.统一复数与实数的比较方式

 double getModulus(); Complex operator + (const Complex& c); Complex operator - (const Complex& c); Complex operator * (const Complex& c); Complex operator / (const Complex& c); bool operator == (const Complex& c); bool operator != (const Complex& c); Complex& operator = (const Complex& c); 

复数类的实现
Complex.cpp

#include "Complex.h" #include "math.h" Complex::Complex(double a, double b) { this->a = a; this->b = b; } double Complex::getA() { return a; } double Complex::getB() { return b; } double Complex::getModulus() { return sqrt(a * a + b * b); } Complex Complex::operator + (const Complex& c) { double na = a + c.a; double nb = b + c.b; Complex ret(na, nb); return ret; } Complex Complex::operator - (const Complex& c) { double na = a - c.a; double nb = b - c.b; Complex ret(na, nb); return ret; } Complex Complex::operator * (const Complex& c) { double na = a * c.a - b * c.b; double nb = a * c.b + b * c.a; Complex ret(na, nb); return ret; } Complex Complex::operator / (const Complex& c) { double cm = c.a * c.a + c.b * c.b; double na = (a * c.a + b * c.b) / cm; double nb = (b * c.a - a * c.b) / cm; Complex ret(na, nb); return ret; } bool Complex::operator == (const Complex& c) { return (a == c.a) && (b == c.b); } bool Complex::operator != (const Complex& c) { return !(*this == c); } Complex& Complex::operator = (const Complex& c)//返回值是个引用 { if( this != &c ) { a = c.a; b = c.b; } return *this; }

Complex.h

#ifndef _COMPLEX_H_ #define _COMPLEX_H_ class Complex { double a; double b; public: Complex(double a = 0, double b = 0); double getA(); double getB(); double getModulus(); Complex operator + (const Complex& c); Complex operator - (const Complex& c); Complex operator * (const Complex& c); Complex operator / (const Complex& c); bool operator == (const Complex& c); bool operator != (const Complex& c); Complex& operator = (const Complex& c); }; #endif

test.cpp

#include <stdio.h> #include "Complex.h" int main() { Complex c1(1, 2); Complex c2(3, 6); Complex c3 = c2 - c1; Complex c4 = c1 * c3; Complex c5 = c2 / c1; printf("c3.a = %f, c3.b = %f\n", c3.getA(), c3.getB()); printf("c4.a = %f, c4.b = %f\n", c4.getA(), c4.getB()); printf("c5.a = %f, c5.b = %f\n", c5.getA(), c5.getB()); Complex c6(2, 4); printf("c3 == c6 : %d\n", c3 == c6); printf("c3 != c4 : %d\n", c3 != c4); (c3 = c2) = c1; printf("c1.a = %f, c1.b = %f\n", c1.getA(), c1.getB()); printf("c2.a = %f, c2.b = %f\n", c2.getA(), c2.getB()); printf("c3.a = %f, c3.b = %f\n", c3.getA(), c3.getB()); return 0; }

输出结果
C++--操作符重载 复数类
注意事项
1.C++规定赋值操作符(=)只能重载为成员函数
2.操作符重载不能改变原操作符的优先级
3.操作符重载不能改变操作的个数
4.操作符重载不应该改变操作符的原有语义

小结
1.复数的概念可以通过自定义类实现
2.复数中的运算操作可以通过操作符重载来实现
3.赋值操作符只能通过成员函数实现
4.操作符重载的本质为函数定义

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