Supraîncărcarea operatorilor în limbajul C-plus-plus

Titlul oribil este rezultatul unei limitări in Wiki -- imediat ce se rezolvă, vom face şi titul mai uşor de privit

---

Introducere

Operatiile de baza sunt implementate in limbajul C++ cu ajutorul operatorilor. In limbajul C++ operatorii sunt, de fapt, functii. Operatorii oferiti de limbaj pot lucra decat asupra tipurilor de date predefinite. Pentru a folosi operatorii asupra tipurilor de date construite de noi, limbajul C++ ne ofera un mecanism care se numeste supraincarcarea operatorilor.

De ce am avea nevoie de asa ceva? Dupa cum se stie se poate crea o functie a unei clase care sa faca exact ce ar face un operator si care sa o definim (de exemplu) suma. Atunci am apela acea metoda astfel:

Obiect ob1;
Obiect ob2;
Obiect ob3 = ob1.suma( ob2 );

Cam greoi! Ar fi mai simplu daca am scrie aşa:

Obiect ob3 = ob1 + ob2;

Astfel s-a ajuns la nevoia de a supraincarcarea operatorii!

Teorie

Supraincarcarea metodelor claselor in general si a operatorilor in particular sunt doua dintre cele mai importante mecanisme ale limbajului C++. Ele sunt un pas urias catre polimorfism (asta este alta bazaconie inventata de oamenii cu creiere luminate). Aceste oportunitati sunt cele care ofera flexibilitate aplicatiilor pe care le construim.

Iata lista operatorilor din C++ care se pot supraincarca:

• new delete
• () []
• + - * / %
• ^ & | ~
•  ! = < >
• += -= *= /= %=
• ^= &= |=
• << >>
• >>= <<=
• == != <= >=
• && ||
• ++ --
• ,
• ->*
• ->

unde operatorul () este apelul unei functii, iar operatorul [] este operatorul de indexare.

Urmatorii operatori nu se pot supraincarca:

• . .* :: ?: sizeof

Reguli care trebuie sa fie respectate in supraincarcarea operatorilor:

• operatorii =, (), [], si -> trebuie sa fie membrii nestatici ai clasei
• operatorul = nu poate fi mostenit
• operatorii pentru tipurile predefinite ale limbajului nu se pot supraincarca
• operatorii nu pot avea argumente implicite

Operatorii pentru un anumit tip definit de utilizator (clasa) pot sa fie sau nu membru al clasei. In cazul in care se supraincarca un operator pentru o clasa, dar acel operator nu apartine clasei, trebuie sa fie declarat friend in clasa respectiva si sa aiba cel putin un argument de tipul clasei respective. Exceptie de la aceasta regula fac operatorii = () [] -> care nu pot fi supraincarcati folosind functii de tipul friend ale unei anumite clase.

Exemplu

Un exemplu: voi da ca exemple supraincarcarea operatorilor ++ pre si post indexat.

#include <iostream>

using namespace std;

class MyPoint

{
public:
   MyPoint(); // constructor implicit
   MyPoint( const double a ); // constructor de initializare
   MyPoint( const double a, const double b ); // constructor de initializare
   MyPoint( const MyPoint &r ); // constructor de copiere

   MyPoint& operator+=( const MyPoint& point ); // adunare cu un alt punct
   MyPoint& operator-=( const MyPoint& point ); // scadere
   MyPoint& operator*=( const double dVal ); // inmultire cu o constanta

   // considerand punctul ca un vector de 2 elemente ( pozitiile 0,1 ), pe pozitia 0 fiind x
   // NOTA: nu este recomandat, este doar un exemplu de utilizare al operatorului []
   double & operator[]( const int index );

   friend MyPoint operator+ (const MyPoint& p1, const MyPoint& p2); // suma a 2 vectori
   friend MyPoint operator- (const MyPoint& p1, const MyPoint& p2); // diferenta a 2 vectori
   double operator*( const MyPoint& point ) const; // produsul scalar a 2 vectori
   MyPoint operator*( const double dVal ) const; // multiplicare cu o constanta
   friend MyPoint operator*( const double dVal, const MyPoint& point); // pentru a asigura comutativitatea operatiei precedente

   MyPoint& operator=( const MyPoint& point );

   MyPoint& operator++(); // ++ prefixat
   MyPoint operator++( int ); // ++ postfixat

   friend ostream& operator<<( ostream &stream, const MyPoint &pt );
   friend istream& operator>>( istream &stream, MyPoint &pt );

   void   setX( double x );
   double getX() const;

   void   setY( double y );
   double getY() const;
private:
   double x;
   double y;
};

MyPoint::MyPoint()
{
   x = 0;
   y = 0;
}

MyPoint::MyPoint( const MyPoint &r )
{
   x = r.x;
   y = r.y;
}

MyPoint::MyPoint( const double a )
{
   x = a;
   y = a;
}

MyPoint::MyPoint( const double a, const double b )
{
   x = a;
   y = b;
}

MyPoint& MyPoint::operator+=( const MyPoint& point )
{
   x+=point.x;
   y+=point.y;
   return *this;
}

MyPoint& MyPoint::operator-=( const MyPoint& point )
{
   x-=point.x;
   y-=point.y;
   return *this;
}

MyPoint& MyPoint::operator*=( const double dVal )
{
   x*=dVal;
   y*=dVal;
   return *this;
}

MyPoint operator+ (const MyPoint& p1, const MyPoint& p2)
{
   MyPoint temp;
   
   temp.x = p1.x + p2.x;
   temp.y = p1.y + p2.y;
   
   return temp;
}

MyPoint operator- (const MyPoint& p1, const MyPoint& p2)
{
   MyPoint temp;
   
   temp.x = p1.x - p2.x;
   temp.y = p1.y - p2.y;
   
   return temp;
}

double MyPoint::operator*( const MyPoint& point ) const
{
   // produs vectorial intre 2 vectori
   // fiecare vector e determinat de origine si coordonatele punctului
   return x * point.x + y * point.y;
}

MyPoint MyPoint::operator*( const double dVal ) const
{
   return MyPoint(x * dVal, y * dVal);
}

MyPoint operator*( const double dVal, const MyPoint& point )
{
   return MyPoint(point.x * dVal, point.y * dVal);
}

MyPoint& MyPoint::operator=( const MyPoint& point )
{
   x = point.x;
   y = point.y;
   return *this;
}

MyPoint& MyPoint::operator++()
{
   x++;
   y++;
   return *this;
}

MyPoint MyPoint::operator++( int )
{
   MyPoint r = *this;
   x++;
   y++;
   return r;
}

ostream& operator<<( ostream &stream, const MyPoint &pt )
{
   stream << "( " << pt.x << ", " << pt.y << " )";
   return stream;
}

istream& operator>>( istream &stream, MyPoint &pt )
{
   stream >> pt.x >> pt.y;
   return stream;
}

void MyPoint::setX( double x )
{
   this->x = x;
}

double MyPoint::getX() const
{
   return x;
}

void MyPoint::setY( double y )
{
   this->y = y;
}

double MyPoint::getY() const
{
   return y;
}

double& MyPoint::operator[]( const int index ) { if( index == 0 ) return x; return y; }

int main( int argc, char *argv[] )
{
   // initializarea punctelor
   MyPoint pt( 5, 7 );
   MyPoint pt2;

   // test pentru serializare    
   cout << pt << endl; // afiseaza la consola ( 5, 7 )
   cout << pt++ << endl; // afiseaza la consola ( 5, 7 )
   cout << pt << endl; // afiseaza la consola ( 6, 8 )
   cout << ++pt << endl; // afiseaza la consola ( 7, 9 )

   pt = MyPoint( 1, 3 );
   
   // Multiplicarea cu o constanta. folosirea operatorului *
   // Folosim atat operatorul * cat si operatorul * ca si metoda friend.
   // 2 * pt este echivalent cu: *(2, pt)
   // pt * 2 este echivalent cu: pt.*(2)
   cout << 2 * pt << " " << pt * 2 << endl; // afiseaza la consola ( 2, 6 ) (2, 6)

   // folosirea operatorului [] supraincarcat.
   cout << "x pt[0]=" << pt[0] << "; y pt[1]=" << pt[1] << endl;
   pt[0] = 5;
   pt[1] = 5;
   
   pt2 = pt;
   
   // Folosirea operatorului + si - supraincarcate si a constructorului
   // cu un singur parametru double. Avantajul e ca logica + e definita
   // intr-un singur loc. Dezavantajul e chemarea transparenta a constructorului
   // si creerea unui obiect temporar.
   pt2 = pt2 - 2; // echivalent cu: pt2.=(pt2.-(MyPoint(2)));
   cout << pt2 << endl;
   
   pt2 = 2 + pt2; // echivalent cu: pt2.=(MyPoint(2).+(pt2));
   cout << pt2 << endl;

   pt2 = pt2 + pt2; // echivalent cu: pt2.=(pt2.+(pt2));
   cout << pt2 << endl;

   return 0;
}

---

Versiunea originală de Radu Bolovan 12:04, 22 November 2005 (EET)