Что значит оператор класса с

Определение и перегрузка операторов класса в C++

В C++ можно определять пользовательские операторы для собственных типов данных. Оператор определяется, как обычная функция-член класса, только после определения возвращаемого типа ставится ключевое слово operator .

Пример определения оператора сложения:

Оператор может быть унарным или бинарным. Унарный оператор не принимает никаких аргументов. Например, оператор отрицания — «!». Бинарный оператор принимает дополнительный параметр. Например, в случае со сложением, принимается второе слагаемое.

Чтобы прояснить картину, попробуем написать класс simple_fraction , который будет описывать простую дробь с целыми числителем и знаменателем. И определим операторы сложения, вычитания, умножения и деления для этого класса.

Для операции деления, мы также сделали проверку деления на ноль.

Пример использования класса simple_fraction :

Операторы можно перегружать так же, как и обычные функции-члены класса. Например, можно перегрузить оператор сложения для двух простых дробей, который будет возвращать новую простую дробь. Тогда, нам придется привести дроби к общему знаменателю и вернуть другую простую дробь.

Задание: усовершенствуйте класс simple_fraction . Перегрузите операторы сложения, вычитания, умножения и деления так, чтобы можно было производить операции над двумя простыми дробями и получать новую простую дробь. Реализуйте приведение двух дробей к общему знаменателю.

Источник

Операторы и выражения C# (справочник по C#)

C# предоставляет ряд операторов. Многие из них поддерживаются встроенными типами и позволяют выполнять базовые операции со значениями этих типов. В число этих операторов входят следующие группы:

• Арифметические операторы, выполняющие арифметические операции с числовыми операндами.
• Операторы сравнения, сравнивающие числовые операнды.
• Логические операторы, выполняющие логические операции с операндами bool .
• Битовые операторы и операторы сдвига выполняют битовые операции или операции сдвига с операндами целочисленных типов.
• Операторы равенства проверяют равенство или неравенство своих операндов.

Как правило, можно выполнить перегрузку этих операторов, то есть указать поведение оператора для операндов определяемого пользователем типа.

Простейшими выражениями C# являются литералы (например, целые и реальные числа) и имена переменных. Их можно объединить в сложные выражения с помощью операторов. Приоритет и ассоциативность операторов определяют порядок выполнения операций в выражении. Порядок вычисления, определяемый приоритетом и ассоциативностью операторов, можно изменить с помощью скобок.

В следующем коде примеры выражений находятся в правой части назначений:

Как правило, выражение выдает результат и может быть заключено в другое выражение. Вызов метода void является примером выражения, которое дает результат. Его можно использовать только в качестве оператора, как показано в следующем примере:

Ниже приведены некоторые другие виды выражений, доступные в C#:

Выражения интерполированных строк, которые предоставляют удобный синтаксис для создания форматированных строк:

Лямбда-выражения, позволяющие создавать анонимные функции:

Выражения запроса, позволяющие использовать возможности запросов непосредственно в C#:

Определение тела выражения можно использовать, чтобы предоставить краткое определение для метода, конструктора, свойства, индексатора или метода завершения.

Приоритет операторов

В выражении с несколькими операторами операторы с более высоким приоритетом оцениваются до операторов с более низким приоритетом. В следующем примере умножение выполняется сначала, так как оно имеет более высокий приоритет, чем сложение:

Используйте скобки, чтобы изменить порядок вычисления, накладываемый приоритетом операторов:

В следующей таблице перечислены операторы C# в порядке убывания приоритета. Операторы в каждой строке имеют одинаковый приоритет.

Операторы	Категория или имя
x.y, f(x), a[i], x?.y , x?[y] , x++, x—, x!, new, typeof, checked, unchecked, default, nameof, delegate, sizeof, stackalloc, x->y	Первичный
+x, -x, !x, x, ++x, —x, ^x, (T)x, await, &x, *x, true и false	Унарный
x..y	Диапазон
switch, with	Выражения switch и with
x * y, x / y, x % y	Мультипликативный
x + y, x – y	Аддитивный
x > y	Сдвиг
x y, x = y, is, as	Тестирование типов и относительный
x == y, x != y	Равенство
x & y	Логическое И или побитовое логическое И
x ^ y	Логическое исключающее ИЛИ или побитовое логическое исключающее ИЛИ
x | y	Логическое ИЛИ или побитовое логическое ИЛИ
x && y	Условное И
x || y	Условное ИЛИ
x ?? y	Оператор объединения с NULL
c ? t : f	Условный оператор
x = y, x += y, x -= y, x *= y, x /= y, x %= y, x &= y, x |= y, x ^= y, x >= y, x ??= y, =>	Назначение и объявление лямбда-выражений

Ассоциативность операторов

Если операторы имеют одинаковый приоритет, порядок их выполнения определяется ассоциативностью операторов:

• Операторы с левой ассоциативностью вычисляются слева направо. За исключением операторов присваивания и оператора объединения со значением NULL, все бинарные операторы имеют левую ассоциативность. Например, выражение a + b — c вычисляется как (a + b) — c .
• Операторы с правой ассоциативностью вычисляются справа налево. Операторы присваивания, оператор объединения со значением NULL и условный оператор ?: имеют правую ассоциативность. Например, выражение x = y = z вычисляется как x = (y = z) .

Используйте скобки, чтобы изменить порядок вычисления, накладываемый ассоциативностью операторов:

Вычисление операнда

Не связанные с приоритетом и ассоциативностью операторов операнды в выражении вычисляются слева направо. В следующих примерах иллюстрируется порядок вычисления операторов и операндов:

Выражение	Порядок вычислений
a + b	a, b, +
a + b * c	a, b, c, *, +
a / b + c * d	a, b, /, c, d, *, +
a / (b + c) * d	a, b, c, +, /, d, *

Как правило, оцениваются все операнды операторов. Однако некоторые операторы оценивают операнды условно. То есть значение крайнего левого операнда такого оператора определяет, следует ли оценивать другие операнды. Эти операторы являются условными логическими операторами И ( && ) и ИЛИ ( || ) , операторами объединения со значением NULL ?? и ??= , условными операторами со значением NULL ?. и ?[] и условным оператором ?: . Дополнительные сведения см. в описании каждого оператора.

Спецификация языка C#

Дополнительные сведения см. в следующих разделах статьи Спецификация языка C#:

Источник

Перегрузка операторов в C++

Доброго времени суток!

Желание написать данную статью появилось после прочтения поста Перегрузка C++ операторов, потому что в нём не были раскрыты многие важные темы.

Самое главное, что необходимо помнить — перегрузка операторов, это всего лишь более удобный способ вызова функций, поэтому не стоит увлекаться перегрузкой операторов. Использовать её следует только тогда, когда это упростит написание кода. Но, не настолько, чтобы это затрудняло чтение. Ведь, как известно, код читается намного чаще, чем пишется. И не забывайте, что вам никогда не дадут перегрузить операторы в тандеме со встроенными типами, возможность перегрузки есть только для пользовательских типов/классов.

Синтаксис перегрузки

Синтаксис перегрузки операторов очень похож на определение функции с именем operator@, где @ — это идентификатор оператора (например +, -, >). Рассмотрим простейший пример:

В данном случае, оператор оформлен как член класса, аргумент определяет значение, находящееся в правой части оператора. Вообще, существует два основных способа перегрузки операторов: глобальные функции, дружественные для класса, или подставляемые функции самого класса. Какой способ, для какого оператора лучше, рассмотрим в конце топика.

В большинстве случаев, операторы (кроме условных) возвращают объект, или ссылку на тип, к которому относятся его аргументы (если типы разные, то вы сами решаете как интерпретировать результат вычисления оператора).

Перегрузка унарных операторов

Рассмотрим примеры перегрузки унарных операторов для определенного выше класса Integer. Заодно определим их в виде дружественных функций и рассмотрим операторы декремента и инкремента:

Теперь вы знаете, как компилятор различает префиксные и постфиксные версии декремента и инкремента. В случае, когда он видит выражение ++i, то вызывается функция operator++(a). Если же он видит i++, то вызывается operator++(a, int). То есть вызывается перегруженная функция operator++, и именно для этого используется фиктивный параметр int в постфиксной версии.

Бинарные операторы

Рассмотрим синтаксис перегрузки бинарных операторов. Перегрузим один оператор, который возвращает l-значение, один условный оператор и один оператор, создающий новое значение (определим их глобально):

Во всех этих примерах операторы перегружаются для одного типа, однако, это необязательно. Можно, к примеру, перегрузить сложение нашего типа Integer и определенного по его подобию Float.

Аргументы и возвращаемые значения

Как можно было заметить, в примерах используются различные способы передачи аргументов в функции и возвращения значений операторов.

• Если аргумент не изменяется оператором, в случае, например унарного плюса, его нужно передавать как ссылку на константу. Вообще, это справедливо для почти всех арифметических операторов (сложение, вычитание, умножение. )
• Тип возвращаемого значения зависит от сути оператора. Если оператор должен возвращать новое значение, то необходимо создавать новый объект (как в случае бинарного плюса). Если вы хотите запретить изменение объекта как l-value, то нужно возвращать его константным.
• Для операторов присваивания необходимо возвращать ссылку на измененный элемент. Также, если вы хотите использовать оператор присваивания в конструкциях вида (x=y).f(), где функция f() вызывается для для переменной x, после присваивания ей y, то не возвращайте ссылку на константу, возвращайте просто ссылку.
• Логические операторы должны возвращать в худшем случае int, а в лучшем bool.

Оптимизация возвращаемого значения

При создании новых объектов и возвращении их из функции следует использовать запись как для вышеописанного примера оператора бинарного плюса.

Честно говоря, не знаю, какая ситуация актуальна для C++11, все рассуждения далее справедливы для C++98.
На первый взгляд, это похоже на синтаксис создания временного объекта, то есть как будто бы нет разницы между кодом выше и этим:

Но на самом деле, в этом случае произойдет вызов конструктора в первой строке, далее вызов конструктора копирования, который скопирует объект, а далее, при раскрутке стека вызовется деструктор. При использовании первой записи компилятор изначально создаёт объект в памяти, в которую нужно его скопировать, таким образом экономится вызов конструктора копирования и деструктора.

Особые операторы

В C++ есть операторы, обладающие специфическим синтаксисом и способом перегрузки. Например оператор индексирования []. Он всегда определяется как член класса и, так как подразумевается поведение индексируемого объекта как массива, то ему следует возвращать ссылку.

Оператор запятая

В число «особых» операторов входит также оператор запятая. Он вызывается для объектов, рядом с которыми поставлена запятая (но он не вызывается в списках аргументов функций). Придумать осмысленный пример использования этого оператора не так-то просто. Хабраюзер AxisPod в комментариях к предыдущей статье о перегрузке рассказал об одном.

Оператор разыменования указателя

Перегрузка этих операторов может быть оправдана для классов умных указателей. Этот оператор обязательно определяется как функция класса, причём на него накладываются некоторые ограничения: он должен возвращать либо объект (или ссылку), либо указатель, позволяющий обратиться к объекту.

Оператор присваивания

Оператор присваивания обязательно определяется в виде функции класса, потому что он неразрывно связан с объектом, находящимся слева от «=». Определение оператора присваивания в глобальном виде сделало бы возможным переопределение стандартного поведения оператора «=». Пример:

Как можно заметить, в начале функции производится проверка на самоприсваивание. Вообще, в данном случае самоприсваивание безвредно, но ситуация не всегда такая простая. Например, если объект большой, можно потратить много времени на ненужное копирование, или при работе с указателями.

Неперегружаемые операторы

Некоторые операторы в C++ не перегружаются в принципе. По всей видимости, это сделано из соображений безопасности.

• Оператор выбора члена класса «.».
• Оператор разыменования указателя на член класса «.*»
• В С++ отсутствует оператор возведения в степень (как в Fortran) «**».
• Запрещено определять свои операторы (возможны проблемы с определением приоритетов).
• Нельзя изменять приоритеты операторов

Источник

BestProg

C++. Классы. Часть 1. Понятие класса. Объявление класса. Объект класса. Классы в среде CLR . Инкапсуляция данных в классе

Содержание

Поиск на других ресурсах:

1. Основные понятия объектно-ориентированного программирования. Классы и объекты

В языке программирования C++ понятие «класс» лежит в основе объектно-ориентированного программирования (ООП). Объектно-ориентированное программирование возникло как усовершенствование процедурно-ориентированного программирования.

В свое время, процедурно-ориентированное программирование уже не обеспечивало необходимого качества написания больших программных систем. Программы разбивались (структурировались) на модули, возникала повторяемость программного кода в разных модулях (частях) программы, усложнялось тестирование (поиск ошибок), снижалась надежность программы.

В основе ООП лежат понятия «объект» и «класс». В языке программирования объект – это переменная типа «класс». Класс описывает данные и методы (функции), которые будут использоваться объектом этого класса. Каждый класс описывает логически-завершенную единицу программы. Инкапсуляция данных и методов их обработки в пределах класса позволяет улучшить структурированность программных систем. Это в свою очередь уменьшает риск возникновения «невидимых» логических ошибок. Использование наследственности и полиморфизма в классах позволяет избежать повторяемости программного кода и удобно упорядочить сложные вызовы методов, объединенных между собой в список.

Класс определяет формат (описание) некоторых данных и работу (поведение) над этими данными. Из объявления класса можно получить различное количество объектов класса (переменных типа «класс»). Каждый объект класса определяется конкретным (на данный момент) значением внутренних данных (переменных), которое называется состоянием объекта.

В классе объявляются данные (внутренние переменные, свойства) и методы (функции), которые оперируют этими данными (выполняют работу над данными).

Класс может быть унаследован от других классов верхних уровней. Это означает, что класс может использовать часть кода других классов верхних уровней.

Также класс может быть родительским для других классов, которые наследуют его программный код.

2. Какие виды классов языка C++ можно реализовать в среде CLR ?

В среде CLR ( Common Language Runtime ) поддерживаются два вида классов:

• неуправляемые ( unmanaged ) классы. Для выделения памяти под объекты таких классов могут использоваться неуправляемые указатели ( * ) и операция new ;
• управляемые ( managed ) классы. Для выделения памяти в таких классах могут быть использованы управляемые указатели ( ^ ) и операция gcnew .

Данная тема освещает особенности использования unmanaged ( * ) классов.

Примеры, которые демонстрируют особенности использования и отличие между управляемыми ( ^ ) и неуправляемыми ( * ) классами более подробно описываются в теме:

3. Общая форма объявления unmanaged -класса. Ключевое слово «class»

В простейшем случае (без наследования) общая форма объявления unmanaged -класса имеет следующий вид

• имя_класса – непосредственно имя нового типа данных «класс». Это имя используется при создании объектов класса.

Ключевое слово class сообщает о том, что объявляется новый класс (тип данных). Внутри класса объявляются члены класса: данные и методы. Ключевое слово private определяет члены класса, которые должны быть закрыты от внешних методов, объявленных за пределами класса, а также объектов класса. Члены данных, объявленные с ключевым словом private , доступны только другим членам этого класса.

Ключевое слово public определяет общедоступные данные (переменные) и методы (функции) класса.

Ключевое слово protected определяет защищенные данные и методы класса, которые есть:

• доступными для методов унаследованных от данного класса;
• недоступными для методов, реализованных в других частях программы;
• недоступными для объектов (экземпляров) класса.

В пределах описания класса секции (разделы) private , protected , public могут следовать в любом порядке и в любом количестве. Например:

4. Что означает термин «инкапсуляция данных» в классе?

Термин «инкапсуляция данных» означает то, что для членов класса (данных и методов) можно устанавливать степень доступности из других частей программного кода (других методов, объектов класса). Таким образом, возникает понятие скрытия данных (методов) в классе.

Инкапсуляция обеспечивает улучшение надежности сохранения данных в классе путем ввода дополнительных методов проверки этих данных на допустимые значения. Как правило, доступ к скрытым данным в классе происходит не напрямую, а через вызовы специальных методов доступа или свойств класса. Непосредственно данные размещаются в скрытой секции (разделе) класса, а методы доступа к этим данным размещаются в общедоступном разделе класса.

Классический язык C++ позволяет устанавливать доступ к членам класса с помощью трех спецификаторов: private , protected , public .

5. Какие типы доступа могут иметь члены класса? Какие различия между членами класса, объявленными с ключевыми словами private , protected , public ?

Члены класса могут иметь три основных типа доступа, которые определяются соответствующими ключевыми словами:

• private – члены класса есть скрытыми. Это означает, что доступ к ним имеют только методы, которые объявлены в классе. private-члены класса есть недоступными из унаследованных классов и объектов этого класса;
• protected – члены класса есть защищенными. Это означает, что доступ к protected-членам имеют методы данного класса и методы унаследованных классов. protected-члены класса есть недоступными для объектов этого класса;
• public – члены класса есть открытыми (доступными) для всех методов и объектов из всех других частей программного кода.

6. Может ли класс, при его объявлении, содержать только данные и не содержать методов?

Класс может быть объявлен без методов. Такие классы содержат только данные. Чтобы получить доступ к данным в классе, не содержащим методов, нужно эти данные объявить в разделе public . Классы без методов почти не применяются. Если объявить данные в разделе private , то получить доступ к членам-данным класса будет невозможно.

Пример. В данном примере объявляется класс без методов, который реализует операции над датой. Класс содержит внутренние переменные (данные), что представляют собой:

Фрагмент кода, который демонстрирует работу с классом CMyDate

7. Пример объявления пустого класса

Да, класс может быть объявлен без данных и без методов. Например, ниже объявлен класс, который не содержит ни данных ни методов.

Объект такого класса также создается.

Понятно, что такой класс имеет сильно ограниченное использование. Пустой класс целесообразно создавать в случаях, если во время создания большого проекта нужно протестовать его более раннюю (начальную) версию, в который некоторые классы еще не разработаны и не реализованы. Вместо реального класса указывается пустой класс – заглушка. Этот пустой класс разрабатывается под потребности будущего проекта таким образом, чтобы компилятор не выдавал сообщения об ошибке и можно было протестовать ту часть кода, которая на данный момент уже написана. В этом случае имя пустого класса выбирается таким, каким оно должно быть в будущем проекте.

8. Пример класса, содержащего методы (функции)

Основные преимущества классов обнаруживаются при наличии методов – членов класса. С помощью методов доступа к данным в классах можно удобно:

• инициализировать данные начальными значениями;
• осуществлять проверку на корректность внутренних данных при их задании;
• реализовывать различные варианты преобразования (конвертирования) данных;
• реализовывать организацию выделения памяти для сложных типов данных, которые реализованы в классах;
• выполнять разнообразные виды вычислений над данными.

Пример. Модификация класса CMyDate . Класс, который описывает дату и операции над ней. Операции доступа к членам класса реализованы с помощью соответствующих методов. Сами данные реализованы в разделе private .

Программный код класса

Реализация методов класса SetDate() , GetDay() , GetMonth() , GetYear()

Использование методов класса из другого программного кода (например, обработчика события в приложениях типа Windows Forms)

9. В каких частях класса и программы можно объявлять реализацию методов класса? Пример

Реализацию методов класса можно объявлять в классе и за пределами класса.

Например. В приведенном ниже программном коде объявляется класс СMyTіме . Класс содержит два метода SetTime1() и SetTime2() , которые выполняют одинаковую работу: устанавливают новое время. Тело (реализация) метода SetTime1() описывается в классе CMyTime . Реализация метода SetTime2() описывается за пределами класса. В классе описывается только прототип (декларация) метода SetTime2() .

Тело метода, который описывается за пределами класса, может быть описано в другом модулн. Как правило, в системе Microsoft Visual Studio этот модуль имеет расширение *.cpp . Сам же класс описывается в модуле с расширением *.h .

10. Какое назначение имеет оператор расширения области видимости (доступа) ‘::’ ?

Программный код методов-членов класса можно описывать в самом классе и за его пределами. Если нужно описать код метода, который есть членом класса, то для этого используется оператор расширения области видимости «::» . Оператор «::» определяет имя члена класса вместе с именем класса, в котором он реализован.

11. Что такое объект класса? Какие отличия между объектом класса и объявлением класса? Объявление объекта класса

Объявление класса – это описание формата типа данных. Этот тип данных «класс» описывает данные и методы, которые оперируют этими данными. Описание класса – это только описание (объявление). В этом случае память для класса не выделяется.

Память выделяется только тогда, когда класс используется для создания объекта. Этот процесс еще называют созданием экземпляра класса, который представляет собой физическую сущность класса.

Объявление объекта класса (экземпляра) ничем не отличается от объявления переменной:

С помощью имени имя_объекта можно осуществить доступ к общедоступным ( public ) членам класса. Это осуществляется с помощью символа ‘ . ‘ (точка).

Возможен также вариант объявления указателя на класс. Если это unmanaged -класс, то объявление имеет вид:

После такого объявления, нужно выделять память для объекта класса с помощью оператора new . Доступ к данным по указателю осуществляется с помощью комбинации символов ‘->’ точно так же как и в случае со структурами.

Например. Объявление класса Worker , описывающего методы и данные о работнике предприятия.

Объект класса – это переменная типа «класс». При объявлении объекта класса выделяется память для этого объекта (переменной). Например, для класса Worker можно написать следующий код

Из объекта можно иметь доступ только к public -членам класса. Это можно осуществлять с помощью символа ‘ . ‘ (точка) или доступа по указателю ‘->’ :

12. Какой тип доступа по умолчанию имеют члены класса в C++?

По умолчанию, члены класса имеют доступ private . Поэтому, при объявлении класса, если нужно указать private -члены класса, это слово можно опустить.

Например, пусть заданы объявления класса, который описывает пиксель на экране монитора.

По всей видимости, в начале объявления класса, раздел private отсутствует. Это означает, что члены-данные класса color , x , y есть скрытыми. При создании объекта класса и прямом доступе к ним компилятор выдаст ошибку

13. Каким образом можно реализовать доступ к private -членам класса?

Как правило, private -члены класса есть закрытыми. Это есть основное преимущество инкапсуляции. Чтобы изменять значения private -членов класса, используют методы класса, которые объявлены в public -секции. В этих методах можно изменять значения private -членов. Такой подход используется для обеспечения надежности сохранения данных в private-членах. В public-методах, которые имеют доступ к private -членам, можно реализовать дополнительные проверки на допустимость значений.

Например.

Пусть дан класс, который определяет массив из n вещественных чисел. Класс содержит два скрытых ( private ) члена данных:

• n — количество элементов массива;
• A — непосредственно массив.

Судя из логики задачи, в таком классе количество элементов массива не может быть меньше нуля ( SetN() , который устанавливает значение n , целесообразно проводить проверку на корректность значения n .

Программный код класса, который демонстрирует доступ к private -членам класса приведен ниже.

Как видно из программного кода, в классе объявляется новый элемент — конструктор класса. Это специальный метод, который используется для начальной инициализации членов данных класса. Более подробно о конструкторах и деструкторах класса описывается в темах:

Фрагмент использования класса CMyArray из другого программного кода:

Источник