Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Операторные функции-кандидаты



Операторная функция является кандидатом, если она имеет то же имя, что и вызванная. При использовании следующего оператора сложения

SmallInt si(98);

int iobj = 65;

int res = si + iobj;

операторной функцией-кандидатом является operator+. Какие объявления operator+ принимаются во внимание?

Потенциально в случае применения операторного синтаксиса с операндами, имеющими тип класса, строится пять множеств кандидатов. Первые три – те же, что и при вызове обычных функций с аргументами типа класса:

· множество операторов, видимых в точке вызова. Объявления функции operator+(), видимые в точке использования оператора, являются кандидатами. Например, operator+(), объявленный в глобальной области видимости, – кандидат в случае применения operator+() внутри main():

SmallInt operator+ ( const SmallInt &, const SmallInt & );

 

int main() {

SmallInt si(98);

int iobj = 65;

int res = si + iobj; //:: operator+() - функция-кандидат

}

· множество операторов, объявленных в пространстве имен, в котором определен тип операнда. Если операнд имеет тип класса и этот тип объявлен в пользовательском пространстве имен, то операторные функции, объявленные в том же пространстве и имеющие то же имя, что и использованный оператор, считаются кандидатами:

namespace NS {

class SmallInt { /*... */ };

SmallInt operator+ ( const SmallInt&, double );

}

 

int main() {

// si имеет тип SmallInt:

// этот класс объявлен в пространстве имен NS

NS:: SmallInt si(15);

 

// NS:: operator+() - функция-кандидат

int res = si + 566;

return 0;

}

Операнд si имеет тип класса SmallInt, объявленного в пространстве имен NS. Поэтому перегруженный operator+(const SmallInt, double), объявленный в том же пространстве, добавляется к множеству кандидатов;

· множество операторов, объявленных друзьями классов, к которым принадлежат операнды. Если операнд принадлежит к типу класса и в определении этого класса есть одноименные применяемому оператору функции-друзья, то они добавляются к множеству кандидатов:

namespace NS {

class SmallInt {

friend SmallInt operator+( const SmallInt&, int )

                          { /*... */ }

};

}

int main() {

NS:: SmallInt si(15);

 

// функция-друг operator+() - кандидат

int res = si + 566;

return 0;

}

Операнд si имеет тип SmallInt. Операторная функция operator+(const SmallInt&, int), являющаяся другом этого класса, – член пространства имен NS, хотя непосредственно в этом пространстве она не объявлена. При обычном поиске в NS эта операторная функция не будет найдена. Однако при использовании operator+() с аргументом типа SmallInt функции-друзья, объявленные в области видимости этого класса, включаются в рассмотрение и добавляются к множеству кандидатов.

Эти три множества операторных функций-кандидатов формируются точно так же, как и для вызовов обычных функций с аргументами типа класса. Однако при использовании операторного синтаксиса строятся еще два множества:

· множество операторов-членов, объявленных в классе левого операнда. Если такой операнд оператора operator+() имеет тип класса, то в множество функций-кандидатов включаются объявления operator+(), являющиеся членами этого класса:

class myFloat {

myFloat( double );

};

class SmallInt {

public:

SmallInt( int );

SmallInt operator+ ( const myFloat & );

};

 

int main() {

SmallInt si(15);

 

int res = si + 5.66; // оператор-член operator+() - кандидат

}

Оператор-член SmallInt:: operator+(const myFloat & ), определенный в SmallInt, включается в множество функций-кандидатов для разрешения вызова operator+() в main();

· множество встроенных операторов. Учитывая типы, которые можно использовать со встроенным operator+(), кандидатами являются также:

int operator+( int, int );

double operator+( double, double );

T* operator+( T*, I );

T* operator+( I, T* );

Первое объявление относится к встроенному оператору для сложения двух значений целых типов, второе – к оператору для сложения значений типов с плавающей точкой. Третье и четвертое соответствуют встроенному оператору сложения указательных типов, который используется для прибавления целого числа к указателю. Два последних объявления представлены в символическом виде и описывают целое семейство встроенных операторов, которые могут быть выбраны компилятором на роль кандидатов при обработке операций сложения.

Любое из первых четырех множеств может оказаться пустым. Например, если среди членов класса SmallInt нет функции с именем operator+(), то четвертое множество будет пусто.

Все множество операторных функций-кандидатов является объединением пяти подмножеств, описанных выше:

namespace NS {

class myFloat {

myFloat( double );

};

class SmallInt {

friend SmallInt operator+( const SmallInt &, int ) { /*... */ }

public:

SmallInt( int );

operator int();

SmallInt operator+ ( const myFloat & );

//...

};

SmallInt operator+ ( const SmallInt &, double );

}

 

int main() {

// тип si - class SmallInt:

// Этот класс объявлен в пространстве имен NS

NS:: SmallInt si(15);

 

int res = si + 5.66; // какой operator+()?

return 0;

}

В эти пять множеств входят семь операторных функций-кандидатов на роль operator+() в main():

· первое множество пусто. В глобальной области видимости, а именно в ней употреблен operator+() в функции main(), нет объявлений перегруженного оператора operator+();

· второе множество содержит операторы, объявленные в пространстве имен NS, где определен класс SmallInt. В этом пространстве имеется один оператор:

NS:: SmallInt NS:: operator+( const SmallInt &, double );

· третье множество содержит операторы, объявленные друзьями класса SmallInt. Сюда входит

NS:: SmallInt NS:: operator+( const SmallInt &, int );

· четвертое множество содержит операторы, объявленные членами SmallInt. Такой тоже есть:

NS:: SmallInt NS:: SmallInt:: operator+( const myFloat & );

· пятое множество содержит встроенные бинарные операторы:

int operator+( int, int );

double operator+( double, double );

T* operator+( T*, I );

T* operator+( I, T* );

Да, формирование множества кандидатов для разрешения оператора, использованного с применением операторного синтаксиса, утомительно. Но после того как оно построено, устоявшие функции и наилучшая из них находятся, как и прежде, путем анализа преобразований, применимых к операндам отобранных кандидатов.

Устоявшие функции

Множество устоявших операторных функций формируется из множества кандидатов путем отбора лишь тех операторов, которые могут быть вызваны с заданными операндами. Например, какие из семи найденных выше кандидатов устоят? Оператор использован в следующем контексте:

NS:: SmallInt si(15);

si + 5.66;

Левый операнд имеет тип SmallInt, а правый – double.

Первый кандидат является устоявшей функцией для данного использования operator+():

NS:: SmallInt NS:: operator+( const SmallInt &, double );

Левый операнд типа SmallInt в качестве инициализатора точно соответствует формальному параметру-ссылке этого перегруженного оператора. Правый, имеющий тип double, также точно соответствует второму формальному параметру.

Следующая функция-кандидат также устоит:

NS:: SmallInt NS:: operator+( const SmallInt &, int );

Левый операнд si типа SmallInt в качестве инициализатора точно соответствует формальному параметру-ссылке перегруженного оператора. Правый имеет тип int и может быть приведен к типу второго формального параметра с помощью стандартного преобразования.

Устоит и третья функция-кандидат:

NS:: SmallInt NS:: SmallInt:: operator+( const myFloat & );

Левый операнд si имеет тип SmallInt, т.е. тип того класса, членом которого является перегруженный оператор. Правый имеет тип int и приводится к типу класса myFloat с помощью определенного пользователем преобразования в виде конструктора myFloat(double).

Четвертой и пятой устоявшими функциями являются встроенные операторы:

int operator+( int, int );

double operator+( double, double );

Класс SmallInt содержит конвертер, который может привести значение типа SmallInt к типу int. Этот конвертер используется вместе с первым встроенным оператором для преобразования левого операнда в тип int. Второй операнд типа double трансформируется в тип int с помощью стандартного преобразования. Что касается второго встроенного оператора, то конвертер приводит левый операнд от типа SmallInt к типу int, после чего результат стандартно преобразуется в double. Второй же операнд типа double точно соответствует второму параметру.

Лучшей из этих пяти устоявших функций является первая, operator+(), объявленная в пространстве имен NS:

NS:: SmallInt NS:: operator+( const SmallInt &, double );

Оба ее операнда точно соответствуют параметрам.

Неоднозначность

Наличие в одном и том же классе конвертеров, выполняющих неявные преобразования во встроенные типы, и перегруженных операторов может приводить к неоднозначности при выборе между ними. Например, есть следующее определение класса String с функцией сравнения:

class String {

//...

public:

String( const char * = 0 );

bool operator== ( const String & ) const;

// нет оператора operator== ( const char * )

};

и такое использование оператора operator==:

String flower( " tulip" );

void foo( const char *pf ) {

// вызывается перегруженный оператор String:: operator==()

if ( flower == pf )

cout < < pf < < " is a flower! \en";

//...

}

Тогда при сравнении

flower == pf

вызывается оператор равенства класса String:

String:: operator==( const String & ) const;

Для трансформации правого операнда pf из типа const char* в тип String параметра operator==() применяется определенное пользователем преобразование, которое вызывает конструктор:

String( const char * )

Если добавить в определение класса String конвертер в тип const char*:

class String {

//...

public:

String( const char * = 0 );

bool operator== ( const String & ) const;

operator const char*(); // новый конвертер

};

то показанное использование operator==() становится неоднозначным:

// проверка на равенство больше не компилируется!

if (flower == pf)

Из-за добавления конвертера operator const char*() встроенный оператор сравнения

bool operator==( const char *, const char * )

тоже считается устоявшей функцией. С его помощью левый операнд flower типа String может быть преобразован в тип const char *.

Теперь для использования operator==() в foo() есть две устоявших операторных функции. Первая из них

String:: operator==( const String & ) const;

требует применения определенного пользователем преобразования правого операнда pf из типа const char* в тип String. Вторая

bool operator==( const char *, const char * )

требует применения пользовательского преобразования левого операнда flower из типа String в тип const char*.

Таким образом, первая устоявшая функция лучше для левого операнда, а вторая – для правого. Поскольку наилучшей функции не существует, то вызов помечается компилятором как неоднозначный.

При проектировании интерфейса класса, включающего объявление перегруженных операторов, конструкторов и конвертеров, следует быть весьма аккуратным. Определенные пользователем преобразования применяются компилятором неявно. Это может привести к тому, что встроенные операторы окажутся устоявшими при разрешении перегрузки для операторов с операндами типа класса.

Упражнение 15.17

Назовите пять множеств функций-кандидатов, рассматриваемых при разрешении перегрузки оператора с операндами типа класса.

Упражнение 15.18

Какой из операторов operator+() будет выбран в качестве наилучшего из устоявших для оператора сложения в main()? Перечислите все функции-кандидаты, все устоявшие функции и преобразования типов, которые надо применить к аргументам для каждой устоявшей функции.

namespace NS {

class complex {

complex( double );

//...

};

class LongDouble {

friend LongDouble operator+( LongDouble &, int ) { /*... */ }

public:

LongDouble( int );

operator double();

LongDouble operator+( const complex & );

//...

};

LongDouble operator+( const LongDouble &, double );

}

 

int main() {

NS:: LongDouble ld(16.08);

 

double res = ld + 15.05; // какой operator+?

return 0;

}


16


Шаблоны классов

В этой главе описывается, как определять и использовать шаблоны классов. Шаблон – это предписание для создания класса, в котором один или несколько типов либо значений параметризованы. Начинающий программист может использовать шаблоны, не понимая механизма, стоящего за их определениями и конкретизациями. Фактически на протяжении всей этой книги мы пользовались шаблонами классов, которые определены в стандартной библиотеке C++ (например, vector, list и т.д.), и при этом не нуждались в детальном объяснении механизма их работы. Только профессиональные программисты определяют собственные шаблоны классов и пользуются описанными в данной главе средствами. Поэтому этот материал следует рассматривать как введение в более сложные аспекты C++.

Глава 16 содержит вводные и продвинутые разделы. Во вводных разделах показано, как определяются шаблоны классов, иллюстрируются простые способы применения и обсуждается механизм их конкретизации. Мы расскажем, как можно задавать в шаблонах разные виды членов: функции-члены, статические данные-члены и вложенные типы. В продвинутых разделах представлен материал, необходимый для написания приложений промышленного уровня. Сначала мы рассмотрим, как компилятор конкретизирует шаблоны и какие требования в связи с этим предъявляются к организации нашей программы. Затем покажем, как определять специализации и частичные специализации для шаблона класса и для его члена. Далее мы остановимся на двух вопросах, представляющих интерес для проектировщиков: как разрешаются имена в определениях шаблона класса и как можно определять шаблоны в пространствах имен. Завершается эта глава примером определения и использования шаблона класса.


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-04-09; Просмотров: 444; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.045 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь