【大學實驗】運算符重載實作複數的運算

大學期間學校的一個有關運算符重載的實驗

• 實驗内容及要求
• 具體代碼實作
• 對于這個實驗的總結和讨論

實驗内容及要求

這是一次C++實驗課的實驗，具體如下：

實驗三：運算符重載

要求：

1. 定義一個複數類Complex，資料成員使用整型變量，重載運算符"+"，"-"，其中"+“使用成員函數重載，”-"使用友元函數重載。

2. 加法的兩個運算量可以是類對象或整數，順序任意。即c1+c2，c1+i，i+c1（c1，c2為對象名，i為整數）都合法。

   重載"++"單目運算符，運算規則為複數的實部和虛部各加1。

3. 重載流插入運算符"<<“和流提取運算符”>>"，可以使用cout<<c1，cin>>c1輸出和輸入複數。

具體代碼實作

#include<iostream>
using namespace std;
class Complex{
public:
	Complex(){//構造函數初始化複數為0+0i
		this->imag = 0;
		this->real = 0;
	};
	Complex operator + (const Complex& other);//聲明複數加複數
	Complex operator + (int n);;//聲明複數加整數
	friend Complex operator + (int a,const Complex& b);//聲明整數加複數
	friend Complex operator - (const Complex& a,const Complex& b);//聲明複數減複數
	friend Complex operator - (int a,const Complex& b);//聲明整數減複數
	friend Complex operator - (const Complex& a,int b);//聲明複數減整數
	Complex& operator ++ (){//前置++
		this->real++;
		this->imag++;
		return *this;
	}
	Complex& operator ++ (int){//後置++
		Complex a = *this;
		a.real++;
		a.imag++;
		return a;
	}
	friend ostream& operator << (ostream&,Complex&);//聲明重載運算符“<<”
	friend istream& operator >> (istream&,Complex&);//聲明重載運算符“>>”
private:
	int real;//複數的實部
	int imag;//複數的虛部
};
Complex Complex::operator + (const Complex& other){//複數加複數的實作
		this->real = this->real + other.real;
		this->imag = this->imag + other.imag;
		return *this;
};
Complex Complex::operator + (int n){//複數加整數的實作
	this->real = this->real + n;
	return *this;
}
Complex operator + (int a,const Complex& b)//整數加複數的實作
{
	Complex result;
	result.real=a + b.real;
	return result;
}

Complex operator - (const Complex& a,const Complex& b)//複數減複數的實作
{
	Complex result;
	result.real=a.real - b.real;
	result.imag=a.imag - b.imag;
	return result;
}
Complex operator - (int a,const Complex& b)//整數減複數的實作
{
	Complex result;
	result.real=a - b.real;
	return result;
}
Complex operator - (const Complex& a,int b)//複數減整數的實作
{
	Complex result;
	result.real=a.real - b;
	return result;
}
ostream& operator << (ostream& output,Complex& c) //定義運算符“<<”重載函數
{
   output<<"("<<c.real<<"+"<<c.imag<<"i)"<<endl;
   return output;
}
istream& operator >> (istream& input,Complex& c)  //定義重載運算符“>>”重載函數
{
   cout<<"請輸入複數的實部與虛部（用空格區分）:";
   input>>c.real>>c.imag;
   return input;
}
int main()
{
    Complex c1,c2,c3,c4;
	cin>>c1;
	cin>>c2;
	cin>>c3;
	c4=c1+1;
	cout<<c4;
	c4=c3++;
	cout<<c4;
	c4=++c3;
	cout<<c4;
	cout<<c3;
    return 0;
}

           

對于這個實驗的總結和讨論

實作算數操作符+、-、自增運算符++等一般有兩種方法：

• 第一種方法：類操作符

  此時，操作符函數是類的成員函數。

• 第二種方法：全局操作符

  此時，重載的是全局操作符，需要把一個操作符函數（類似于全局函數）聲明為類的友元。

還需要注意的是：

• 算數操作符具有互換性，即左操作與右操作，寫代碼時應注意重載實作此功能。
• 在程式編寫的過程中，本人曾出現後置++與前置++運算符功能寫反了的尴尬情況，這是需要注意的，還需要注意的是，在實作自增運算符++的重載時，對于前置的++重載，參數應為空，傳回的是this,而對于後置的++重載，參數應為int，這樣就可以有所區分，差別，此時傳回值依然是this，對于+ -運算符個人認為用全局操作符重載（也就是用友元函數重載）比類操作符重載（也就是用成員函數重載）更加友善快捷，并且思路更為清晰。
• 補充說明： 對于全局操作符重載，不要使用this指針，執行個體化一個類對象再進行操作，而對于類操作符重載，放心大膽地用this指針吧~