7.3 Перегрузка операций

Язык Си++ позволяет определять в классах особого вида методы – операции. Они называются операциями потому, что их запись имеет тот же вид, что и запись операции сложения, умножения и т.п. со встроенными типами языка Си++.

Определим две операции в классе String – сравнение на меньше и сложение:

class String

{

public:

. . .

String operator+(const String& s) const;

bool operator<(const String& s) const;

};

Признаком того, что переопределяется операция, служит ключевое слово operator, после которого стоит знак операции. В остальном операция мало чем отличается от обычного метода класса. Теперь в программе можно записать:

String s1, s2;

. . .

s1 + s2

Объект s1 выполнит метод operator с объектом s2 в качестве аргумента.

Результатом операции сложения является объект типа String. Никакой из аргументов операции не изменяется. Описатель const при описании аргумента говорит о том, что s2 не может измениться при выполнении сложения, а описатель const в конце определения операции говорит то же самое об объекте, выполняющем сложение.

Реализация может выглядеть следующим образом:

String

String::operator+(const String& s) const

{

String result;

result.length = length + s.length;

result.str = new char[result.length + 1];

strcpy(result.str, str);

strcat(result.str, s.str);

return result;

}

При сравнении на меньше мы будем сравнивать строки в лексикографической последовательности. Проще говоря, меньше та строка, которая должна стоять раньше по алфавиту:

bool

String::operator<(const String& s) const

{

char* cp1 = str;

char* cp2 = s.str;

while (true) {

if (*cp1 < *cp2)

return true;

else if (*cp1 > *cp2)

return false;

else {

cp1++;

cp2++;

if (*cp2 == 0) // конец строки

return false;

else if (*cp1 == 0) // конец строки

return true;

}

}

}

Как определять операции

Если для класса определяют операции, то обычно определяют достаточно полный их набор, так, чтобы объекты этого класса могли участвовать в полноценных выражениях.

Прежде всего, определим операцию присваивания. Операция присваивания в качестве аргумента использует объект того же класса и копирует значение этого объекта. Однако, в отличие от копирующего конструктора, у объекта уже имеется какое-то свое значение, и его нужно аккуратно уничтожить.

class String

{

public:

// объявление операции присваивания

String& operator=(const String& s);

};

// Реализация присваивания

String&

String::operator=(const String& s)

{

if (this == &s)

return *this;

if (str != 0) {

delete [] str;

}

length = s.length;

str = new char[length + 1];

if (str == 0) {

// обработка ошибок

}

strcpy(str, s.str);

return *this;

}

Обратим внимание на несколько важных особенностей операции присваивания. Во-первых, в качестве результата операции присваивания объект возвращает ссылку на самого себя. Это дает возможность использовать строки в выражениях типа:

s1 = s2 = s3;

Во-вторых, в начале операции проверяется, не равен ли аргумент самому объекту. Таким образом, присваивание s1 = s1 выполняется правильно и быстро.

В-третьих, перед тем как скопировать новое значение, операция присваивания освобождает память, занимаемую старым значением.

Аналогично операции присваивания можно определить операцию   +=.

Набор операций, позволяющий задействовать класс String в различных выражениях, представлен ниже:

class String

{

public:

String();

String(const String& s);

String(const char*);

String& operator=(const String& s);

String& operator+=(const String& s);

bool operator==(const String& s) const;

bool operator!=(const String& s) const;

bool operator<(const String& s) const;

bool operator>(const String& s) const;

bool operator<=(const String& s) const;

bool operator>=(const String& s) const;

String operator+(const String& s) const;

};