Лабораторная работа №15 Перегрузка операторов
Цель работы: 1) изучить возможности программирования классов на языке С++; 2) получить основные навыки программирования.
Теоретические сведения Дружественные классы
Разрешить элементам другого класса полный доступ к элементам данного класса, объявленным как private или protected, можно включив в определение данного класса описание friend.
Пример 15.1.
сlass myclass
{ friend class another_class; };
Дружественные функции
Разрешить обычной функции или функции-элементу другого класса полный доступ к элементам класса, объявленным private или protected, можно с помощью описания friend в определении данного класса.
Пример 15.2.
сlass myclass
{ friend void another_class::member(int);
friend void func_name(float);
};
Для друзей существуют следующие правила:
на описания friend не влияют спецификаторы public, protected или private;
описания friend не взаимны: если А объявляет В другом, то это не означает, что А является другом для В;
дружественность не наследуется: если А объявляет В другом, классы, производные от В, не будут автоматически получать доступ к элементам А;
дружественность не является переходным свойством: если А объявляет В другом, классы, производные от А, не будут автоматически признавать дружественность В.
Перегрузка функций-элементов
Функции-элементы класса могут быть перегружены. Две или несколько функций-элементов могут иметь одно и тоже имя, при условии, что списки их аргументов не совпадают.
Пример 15.3.
class Time
{ char timestr[30];
public:
Time(); // перегрузка конструкторов
Time(char *str);
};
Перегрузка операций
Язык С++ позволяет определять и применять к классам обозначения операций. Эта особенность, называемая перегрузкой операций дает классам возможность вести себя подобно встроенному типу данных.
Операции, допускающие перегрузку:
+ * / % ^ & | ~ ! = < > += = *= /= %= ^= &=
|= << >> <<= >>= == != <= >= && || ++ >* > () [ ]
Функции-операции и перегрузка операций подчиняются следующим правилам:
приоритеты операций и правила ассоциации, принятые для встроенных типов данных, остаются неизменными при оценке выражений с перегруженными функциями-операциями;
функция-операция не может изменить поведение операции по отношению к встроенным типам данных;
функция-операция должна быть либо элементом класса, либо воспринимать один или несколько аргументов, имеющих тип класса;
функция-операция не может иметь аргументов по умолчанию;
за исключением operator=() функции-операции наследуются.
Примеры программирования
Пример 15.4.
Описать и определить класс-список, операцию –, как сортировка списка по убыванию и операцию [ ] получения значения по заданному номеру.
Файл list.h содержит описание класса.
struct list
{ int inf; // информационное поле
list *next; // указатель на следующий элемент списка
};
class spisok
{ list* l; // указатель на начало списка
public:
spisok (int);
spisok (spisok&);
void print ();
int operator [ ](int);
friend void operator – (spisok&);
~spisok();
};
Файл list.cpp содержит определение функций-элементов.
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "list.h"
spisok::spisok (int n)
//конструктор инициализирует список из n элементов по принципу
// "очередь"
{ l = NULL;
list *p,*pn;
for (int i = 0; i<n; i++)
{ p = new list;
p>inf = random(100)-50;
p>next = NULL;
if (l == NULL) l = p;
else pn>next = p;
pn = p;
}
}
spisok::spisok (spisok& s)
//конструктор копии класса spisok
{ l = NULL;
list *sp = s.l, *p, *pn;
while (sp)
{ p = new list;
p>inf = sp>inf;
p>next = NULL;
if (l == NULL) l = p;
else pn>next = p;
pn = p;
sp = sp>next;
}
}
spisok::~spisok()
//деструктор - уничтожает объект класса список из памяти
{ list *p;
while ( l )
{ p = l;
l = l>next;
delete p;
}
}
void spisok::print()
//функция-элемент печати содержимого списка
{ list *p = l;
while (p)
{ printf ("%3d ",p>inf);
p = p>next;
}
puts("");
}
int spisok::operator [ ] (int n)
//перегруженная операция получения значения по заданному номеру n
{ list *p = l;
for (int i = 1; (i<n )&& (p!=NULL); i++, p = p>next);
if (p) return p>inf;
return -1000;
}
void operator – (spisok& s)
//дружественный перегруженный оператор сортировки элементов
// списка по убыванию
{ list *p = s.l;
while (p)
{ list *max = p, *pn = p>next;
while (pn)
{ if (pn>inf > max>inf) max = pn;
pn = pn>next; }
int i = max>inf;
max>inf = p>inf;
p>inf = i;
p = p>next; }
}
Файл main.cpp содержит основную функцию.
#include <stdio.h>
#include “list.h”
void main (void)
{ spisok s1(10), // создание списка из 10 элементов
s2(s1), // s2- копия списка s1
s3(15); // создание списка из 15 элементов
s1.print(); // печать s1
s2.print(); // печать s2
s3.print(); // печать s3
printf("Значение третьего элемента в s1=%d \n",s1[3]);
–s3; // сортировка s3
s3.print(); // и печать его
}
В проект включены файлы: main.cpp и list.cpp.
Результаты выполнения программы:
-49 -50 -17 -47 -15 -29 3 -31 20 44
-49 -50 -17 -47 -15 -29 3 -31 20 44
-23 -6 -40 19 6 -46 -34 31 18 26 32 45 -29 -8 45
Значение третьего элемента в s1=17
45 45 32 31 26 19 18 6 -6 -8 -23 -29 -34 -40 -46