Статични елементи на клас

23. Предефиниране на операции.

Манипулирането с обектите на класовете се реализира чрез изпращане на съобщение до обектите, т.е. чрез извикване на функции елементи за обектите; понякога тези обръщения са дълги и обемисти, особено за математически класове; в тези случаи е удобно да се използват наличните в C++ набори от вградени операции за работа с обекти, което се постига с помощта на механизма за предефиниране на операции;

друг пример за предефиниране на операции в C++ са операциите

‘+’ и ‘-‘ – те се изпълняват по различен начин при цели операнди, при операнди с плаваща точка или при адресна аритметика;

C++ не позволява да се създават означения за нови операции;

препоръчва се да се използва предефиниране на операции, само ако това прави програмата по-ясна в сравнение с използването на явни обръщения към функциите, които изпълняват тези операции;

операциите се предефинират чрез функция с име, което се състои от ключовата дума operator и означението на операцията;

например operator+ е име на предефинираща функция за операцията за събиране;

за да се използва операция с обекти на класове, тази операция трябва да бъде предефинирана с две изключения:

1. 
   операцията за присвояване (=) може да се използва с всеки клас без явно да се предефинира; по премълчаване тази операция се свежда до побитово копиране на данните елементи на класа; такова побитово копиране, обаче, е опасно за класове с елементи указатели, които сочат към динамично разпределена памет; в такъв случай след присвояване на един обект на друг, те ще сочат към една и съща динамично разпределена област от паметта; изпълнението на деструктора на кой да е от тези обекти ще освободи тази област от паметта и ако след това чрез другия обект има обръщение към вече освободената памет, резултатът ще бъде неопределен; за такива класове явно трябва да се предефинира операцията за присвояване;
   
2. 
   операцията за адресиране (&) също може да се използва с обекти от всеки клас без да се предефинира; тя връща адреса на обекта в паметта; въпреки това тази операция може да се предефинира;
   

предефинирането на операции е характерно за математически класове, например класове за комплексни числа; препоръчва се операциите да се предефинират така, че те да извършват над обектите на класа същата функция, или близка до нея, каквато те изпълняват над обектите от вградените типове;

предефинирането не може да промени начина на изпълнение на операциите с вградени типове; желателно е, поне един от операндите на предефинирана операция да е обект от тип, дефиниран от потребителя;

предефиниране на присвояването и събирането позволяват да напишем

object2 = object2 + object1

но това не означава, че операцията += също е предефинирана; за да можем да напишем

object2 += object1

това може да се постигне чрез явно предефиниране на операцията += за дадения клас; за да се осигури съгласуваност на такива свързани операции се препоръчва при предефинирането на едните да се използват другите; например при предефинирането на += да се използва операцията +, която вече е предефинирана;
в различни случаи предефиниращите функции е най-добре да бъдат приятелски функции или функции елементи или обикновени функции;

ако левият операнд на предефинираната операция трябва задължително да бъде обект на клас или псевдоним на обект на клас, тогава тя се предефинира с функция елемент; например операциите за извикване на функция ‘()’, за достъп до елемент на масив ‘[]’, указателната операция ‘->’ и операцията за присвояване ‘=’ се предефинират с функция елемент на клас;

ако левият операнд трябва да бъде обект от друг клас или от вграден тип, тогава операцията не може да бъде предефинирана с функция елемент; ако тази предефинираща функция трябва да има достъп до закритите или защитените данни елементи на класа, препоръчително е тя да бъде приятел на този клас; друга причина за използване на предефинираща функция, която не е елемент на класа е когато искаме предефинираната операция да е комутативна; ако операция се предефинира с обикновена функция, тогава достъпът до закритите и защитените данни елементи на класа ще бъде неефективен;
унарна операция може да се предефинира с помощта на нестатична функция елемент без аргументи или с функция, която не е елемент на клас с един аргумент; този аргумент трябва да бъде или обект на клас или псевдоним на обект на клас; предефиниращата функция елемент трябва да е нестатична за да има достъп до нестатичните данни елементи на класа;

бинарна операция може да се предефинира с помощта на нестатична функция елемент с един аргумент или с функция, която не е елемент на клас с два аргумента; единият от тези аргументи трябва да бъде или обект от клас или псевдоним на обект от клас;

#include

class PhoneNumber

{ friend ostream &operator<< (ostream &, const PhoneNumber &);

friend istream &operator>> (istream &, PhoneNumber &);

private:

char exchange[4];

char line[5];

} ;

{ output << “(“ << num.areacode << “) “ << num.exchange << ‘-‘

return output;//осигуряваме слепване на извиквания

}

istream &operator>> (istream &input, PhoneNumber &num)

input.getline (num.areacode, 4);

input.ignore (2);

input.getline (num.exchange, 4);

input.ignore ();

input.getline (num.line, 5);

return input;//осигуряваме слепване на извиквания

}

void main ()

cin >> phone;

//компилаторът заменя този оператор с operator>> (cin, phone);

PhoneNumber phone1, phone2;

cin >> phone1 >> phone2;//слепване на извиквания

cout << phone << endl;

//вторият оператор << е стандартно предефинирания

}
предефинираните операции трябва да имат ляв операнд от тип ostream (istream), например cout (cin), така че предефиниращите функции не могат да бъдат функции елементи на класа; тези функции се нуждаят от пряк достъп до закритите данните елементи на класа и затова се обявени като приятелски функции на този клас;

функцията getline е функция елемент на класа istream; тя прочита указаният брой символи и ги записва в низ, като автоматично добавя нулев байт;