運算子多載 Operator Overloading

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曰任
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1 多載 Overloading 講師 : 洪安 1

2 多型編譯時期多型 ( 靜態多型 ) function overloading 函數多載如何正確呼叫同名的函數? 利用參數個數與型態 operator overloading 運算子多載其實同 function overloading 執行時期多型 ( 或動態多型 ) 如何正確呼叫不同物件的相同名稱的成員函數利用繼承與多型 2

3 函數多載 Function Overloading 同樣名稱的函數有多種格式, 或說多個函數共用一個函數名稱可以定義兩個有相同名稱的函數, 但函數簽名 (Signature) 必須不同引數串列的引數數目引數型態預設引數是可以使用不同數目的引數呼叫同一個函數 Animal::Animal(int a, const char * cat = Elephant ){ age = a; strcpy(category,cat); 一個函數定義兩種不同引數呼叫 Animal ob1(16); 3 Animal ob2(18, Dog );

4 範例練習定義一組 print() 函數, 其原型如下 : 當使用 print() 函數時, 編譯程式從函數原型找一個符合函數呼叫的相同簽名試試 3_Print.cpp, 看看每個呼叫各是執行了哪一個函數! 4

$讓運算子 ( 符號 ) 有不同的意義例 : 運算子的預設意義 ( 以 + 與 = 為例 ) class frac { ; int main() { int x=5, y =3, z ; z = x + y ; // 使用 = + int a[10], b[10], c[10]; c =$

5 運算子多載的基礎什麼是運算子多載? 讓運算子 ( 符號 ) 有不同的意義例 : 運算子的預設意義 ( 以 + 與 = 為例 ) class frac { ; int main() { int x=5, y =3, z ; z = x + y ; // 使用 = + int a[10], b[10], c[10]; c = a + b ; // 可乎??? frac f1(3,5), f2(2, 5), f3 ; f3 = f1 + f2 ; // 3/5 + 2/5 = 1, 可乎? return 0; 可以重新定義 + = 運算子應用在 frac 物件上的意義嗎? 5

$如果沒有運算子多載能力 int main() { frac f1(3,5), f2(2, 5), f3 ; f3.set(f1.add(f2)) ; // 模擬 f3 = f1 + f2 ; if (f1.$

6 如果沒有運算子多載能力 int main() { frac f1(3,5), f2(2, 5), f3 ; f3.set(f1.add(f2)) ; // 模擬 f3 = f1 + f2 ; if (f1.great_equal(f2)) cout << f1 >= f2 ; // f1 >= f2 cout<< f3= ; f3.print() ; // cout << f3= <<f3 ; return 0; 可行嗎? 缺點? f3=f1+f2; if (f1>=f2) { cout << f3; 6

7 運算子的種類依運算元分二元運算子 +, -, *, /, =, >, <, 一元運算子 a++, --b, -c, +d 其他運算子依功能分算術運算子 +, -, *, /, =, +=, - =, 比較運算子 >, <, >=, <=, 位元運算子 <<, >>, ~,, ^, 其他運算子 7

8 算術運算子 8

9 比較運算子 9

10 其他運算子 10

11 多載二元運算子範例一 class Coord { int x, y ; ; int main() { Coord o1(10,10), o2(5,3), o3 ; o3 = o1 + o2; // o3 (15, 13) o3.print() ; //later, you can use cout << o3 ; return 0; 11

12 多載運算子 + = (1/4) class Coord { int x, y ; ; int main() { Coord o1(10,10), o2(5,3), o3 ; o3.set(o1.add(o2)); // o3 = o1 + o2 ; o3.print() ; //later, you can use cout << o3 ; return 0; 12

13 多載運算子 + = (2/4) class Coord { int x, int y; public: Coord(){ Coord(int a, int b){x=a; y=b; Coord add(coord c) { Coord temp ; temp.x = x + c.x ; temp.y = y + c.y ; return temp ; void set(coord c) { x = c.x; y=c.y; ; void print(){cout<<x<<y<<endl; o3.set(o1.add(o2)) ; temp <= o1.add(o2) ; o3 <= temp ; 13

14 課堂練習尚未多載 :3_NotYet.cpp #include <iostream> using namespace std; class Coord { int x,y; public: Coord(); Coord(int, int); void print(); ; Coord::Coord(int a,int b) { x=a; y=b; 14

15 void main() { 多載運算子 + = (3/4) class Coord { Coord operator+(coord c) { // 原 add() Coord temp ; temp.x = x + c.x ; temp.y = y + c.y ; return temp ; void operator=(coord c) { // 原 set() x = c.x; y=c.y; ; Coord o1(10,10), o2(5,3), o3 ; // 原 o3.set(o1.add(o2)); o3.operator=(o1.operator+(o2)); 15

16 void main() { 多載運算子 + = (4/4) class Coord { o3 = o1 + o2 ; Coord operator+(coord c) { // 原 add() coord temp ; temp.x = x + c.x ; temp.y = y + c.y ; return temp ; void operator=(coord c) { // 原 set() x = c.x; y=c.y; ; Coord o1(10,10), o2(5,3), o3 ; // 原 o3.set(o1.add(o2)); // o3.operator=(o1.operator+(o2); 16

17 牢記運算式的真面目 o3 = o1 + o2 ; o3 = o1.operator+(o2) ; o3.operator=(o1.operator+(o2)) ; 17

18 如何多載運算子在類別中建立運算子函數 (operator function) 語法 class 類別名稱 { // overload 運算子 X 回傳型態 operatorx( 參數列表 ) { ; 18

19 將多載運算子定義在 class 外 class Coord { Coord operator+(coord c) ; void operator=(coord c) ; ; Coord Coord::operator+(Coord c) {. void Coord::operator=(Coord c) { 19

20 課堂練習運算子多載 (3_OpOverload.cpp) int main() { Coord o1(10,10), o2(5,3), o3 ; o3=o1+o2; // o3 = o1 + o2 ; o3.print() ; //later, you can use cout << o3 ; system("pause"); return 0; 20

21 Call by reference class Coord { 優點? Coord operator+(const Coord& c) ; void operator=(const Coord& c) ; ; Coord Coord::operator+(const Coord& c) { void Coord::operator=(const Coord& c) { 因為 operator+ 傳回 temp, 接著 operator= 以參考接收, 所以第二個 Coord c 必須要加上 const, 以防止修改到原本應已消滅的物件空間之值 21

22 課堂練習 Call by reference (3_reference.cpp) 將運算子函數的傳入引數改為 reference int main() { Coord o1(10,10), o2(5,3), o3; o3=o1+o2; // o3 = o1 + o2 ; o3.print(); //later, you can use cout << o3 ; system("pause"); return 0; 22

23 連加與連等 o4 = o1+o2+o3; o4.operator=(o1+o2+o3); o4.operator=(o1.operator+(o2+o3)); o4.operator=(o1.operator+(o2.operator+(o3))); o1=o2=o3; o1.operator=(o2=o3); o1.operator=(o2.operator=(o3)); 23

24 連加與連等 Coord operator+(coord c) { // 原 add() Coord temp ; temp.x = x + c.x ; temp.y = y + c.y ; return temp ; o1.operator+(o2+o3); void operator=(coord c) { // 原 set() x = c.x; y=c.y; 24 Coord Coord::operator=(Coord c) { x = c.x; y=c.y; return *this; o1.operator=(o2=o3);

25 課堂練習連等連加 (3_ContAdd.cpp) int main() { Coord o1(10,10), o2(5,3), o3(3,2),o4,o5 ; o5=o4=o1+o2+o3; // o3 = o1 + o2 ; o5.print() ; //later, you can use cout << o3 ; system("pause"); return 0; 25

26 多載邏輯與關係運算子二元運算子 (Binary Operators) 算術運算 : +, -, *, /, =, +=, -=,., 關係運算 : >, <, >=, <=, == 邏輯運算 : &&,, &,, ^ 26

27 範例 (1/2) class Coord { int x, y ; Q: o1==o2 的真面目? public: Coord() {x = 0 ; y=0 ; Coord(int i, int j) { x=i; y=j; bool operator==(const Coord& ob2) ; ; int main() { Coord o1(10,10); o2(5,3) ; if (o1 == o2) cout << o1 == o2 <<endl ; return 0; 27

28 範例 (2/2) bool Coord::operator==(const Coord& ob2) { return (this->x==ob2.x) && (this->y==ob2.y); 28

29 課堂練習 == 多載 (3_Logic.cpp) int main() { Coord o1(10,10), o2(3,5), o3; if (o1==o2) cout<<"o1==o2"<<endl; else cout<<"o1!=o2"<<endl; system("pause"); return 0; 29

30 多載一元運算子一元運算子 ++, --, +, - 需求 int main() { Coord o1(10, 10), o2 ; o2 = ++o1 ; o1.print() ; o2 = o1++ ; o1.print() ; return 0; o1.operator++() // 前置 ++, prefix // 後置 ++, postfix 30

y++ ; return *this; 僅用來區別 ++ 或 -- 在後面, 參數值沒有特殊意義 Coord operator++(int)

31 如何分辨 prefix 與 postfix ++ class Coord { int x, int y; public: Coord(){ Coord(int a, int b){x=a; y=b; Coord& operator++() { // prefix ++ ++o1 ; x++; y++ ; return *this; 僅用來區別 ++ 或 -- 在後面, 參數值沒有特殊意義 Coord operator++(int) {//postfix ++ Coord temp = *this ; x++; y++ ; return temp ; o1++ ; Q: 為何不寫 void operator++()? 31

32 Operator ++ 的真面目 ++d1 d1.operator++() Date &operator++() d1++ d1.operator++(0) Date operator++(int) 32

33 課堂練習 ++ (3_AddAdd.cpp) int main() { Coord o1(10,10),o2; cout<<"o1="; o1.print(); 33 cout<<"o2=o1++"<<endl; o2=o1++; cout<<"o2="; o2.print(); cout<<"o1="; o1.print();... return 0;

34 使用夥伴運算子函數源起 o3 = o1+o2 ; o3 = o1.operator+(o2) ; o3 = o1+5 ; o3 = o1.operator+(5) ; o3 = 10 + o2 ; o3 = 10.operator+(o2);????? 使用夥伴函數來定義運算子! 34

35 夥伴運算子函數 #include<iostream.h> class Coord { int x, y ; ; Coord operator+(coord ob1, Coord ob2) { return Coord(ob1.x+ob2.x, ob1.y+ob2.y) ; void main() { Coord o1(10,10), o2(5, 3), o3; o3 = o1 + o2 ; 參考 operator+(coord, Coord) Q1: 是否為 class Coord 的成員? Q2: 可否取用 x, y? friend Coord operator+(coord ob1, Coord ob2) ; 35 // o3 = operator+(o1, o2) ;

36 36 10+o2 的解決 class Coord{ int x, y ; public: Coord(){x=0;y=0; Coord(int a){x=a;y=a; Coord(int a, int b){x=a;y=b; friend Coord operator+(coord ob1, Coord ob2); void print(){cout<<x<<y<<endl; ; Coord operator+(coord ob1, Coord ob2) { return Coord(ob1.x+ob2.x, ob1.y+ob2.y) ; int main() { Coord o1(10,10), o2(5, 3), o3; o3 = 10 + o2 ; // It s OK, why? return 0; 實際練習看看!

37 注意 operator+() 只接收 1 或 2 個參數 1 個參數 : 成員函數 2 個參數 : 一般函數 37

38 多載 << 與 >> 運算子 << 與 >> 運算子可供內建資料型態使用可供使用者自訂類別多載使用多載 << 運算子左邊的運算元必須是型態 ostream& 例如 : cout<< ob1 多載 >> 運算子左邊的運算元必須是型態 istream& 例如 : cin >> ob1 多載這兩個運算子必須使用非成員函式 38

多載 << 運算子範例函數原型寫在自訂類別定義中!!! friend ostream &operator<<( ostream&, const PhoneNumber& ); 39 函數定義 ostream &operator<<( ostream& output, const PhoneNumber &num ) { output << ( << num.

39 多載 << 運算子範例函數原型寫在自訂類別定義中!!! friend ostream &operator<<( ostream&, const PhoneNumber& ); 39 函數定義 ostream &operator<<( ostream& output, const PhoneNumber &num ) { output << ( << num.areacode <<") " << num.exchange << "-" << num.line; return output; // enables cout<< a << b << c; // end function operator<< 函數呼叫 1. operator<<( cout, phone ); 2. cout << phone; // 輸出一個電話號碼

40 課堂練習修改 3_OutputOverloading.cpp 中的 print() 成員函數 void Coord::print() { cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl; 改為多載 << 運算子 o3.print(); cout << o3 << endl; 40

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PowerPoint Presentation 第六章簡介運算子超載 (Operator Overloading) 6-1 運算子超載的基礎 6-2 超載二元運算子 6-3 超載邏輯與關係運算子 6-4 超載一元運算子 6-5 使用夥伴函數 6-6 細部檢視指定運算子 6-7 超載註標運算子 6-1 運算子超載的基礎甚麼是運算子超載? 讓運算子 ( 符號 ) 有不同的意義 EX: 運算子的預設意義 ( 以 + 與 = 為例 ) class frac