Язык программирования C++. Пятое издание - Стенли Липпман

Упражнение 14.18. Определите операторы отношения для классов StrBlob, StrBlobPtr, StrVec и String.

Упражнение 14.19. Определяет ли класс, выбранный в упражнении 7.40 раздел 7.5.1, операторы отношения? Если да, то реализуйте их. В противном случае объясните, почему нет.

14.4. Операторы присвоения

Кроме операторов присвоения копии и присваивания при перемещении, которые присваивают один объект типа класса другому объекту того же класса (см. раздел 13.1.2 и раздел 13.6.2), в классе можно определить дополнительные операторы присвоения, позволяющие использовать в качестве правого операнда другие типы.

Например, библиотечный класс vector, кроме операторов присвоения копии и присваивания при перемещении, определяет третий оператор присвоения, получающий заключенный в фигурные скобки список элементов (см. раздел 9.2.5). Этот оператор можно использовать следующим образом:

vector<string> v;

v = {"a", "an", "the"};

Такой оператор можно также добавить в класс StrVec (см. раздел 13.5):

class StrVec {

public:

 StrVec &operator=(std::initializer_list<std::string>);

 // другие члены, как в разделе 13.5

}

Чтобы не отличаться от операторов присвоения для встроенных типов (и уже определенных операторов присвоения копии и присваивания при перемещении), новый оператор присвоения будет возвращать ссылку на левый операнд:

StrVec &StrVec::operator=(initializer_list<string> il) {

 // alloc_n_copy() резервирует пространство и копирует элементы

 // из заданного диапазона

 auto data = alloc_n_copy(il.begin(), il.end());

 free(); // удалить элементы в этом объекте и освободить пространство

 elements = data.first; // обновить переменные-члены, чтобы указывать

                        // на новое пространство

 first_free = cap = data.second;

 return *this;

}

Подобно операторам присвоения копии и присваивания при перемещении, другие перегруженные операторы присвоения должны освобождать существующие элементы и создавать новые. В отличие от операторов копирования и присваивания при перемещении, этот оператор не должен проверять случай присвоения себя себе. Параметр имеет тип initializer_list<string> (см. раздел 6.2.6), а это означает, что объект il не может быть тем же объектом, на который указывает указатель this.

Операторы присвоения могут быть перегружены. Независимо от типа параметра, операторы присвоения следует определять как функции-члены.

Составные операторы присвоения

Составные операторы присвоения не обязаны быть функциями-членами. Однако все операторы присвоения, включая составные, предпочтительно определять в классе. Для согласованности со встроенными составными операторами присвоения эти операторы должны возвращать ссылку на левый операнд. Например, ниже приведено определение составного оператора присвоения для класса Sales_data.

// бинарный оператор-член:

// левый операнд связан с неявным указателем this

// подразумевается, что оба объекта относятся к той же книге

Sales_data& Sales_data::operator+=(const Sales_data &rhs) {

 units_sold += rhs.units_sold;

 revenue += rhs.revenue;

 return *this;

}

Обычно операторы присвоения и составные операторы присвоения должны быть определены как функции-члены и возвращать ссылку на левый операнд.

Упражнения раздела 14.4

Упражнение 14.20. Определите оператор суммы и составной оператор присвоения для класса Sales_data.

Упражнение 14.21. Напишите операторы класса Sales_data так, чтобы + осуществлял сложение, а оператор += вызывал оператор +. Обсудите недостатки этого подхода по сравнению со способом, которым эти операторы были определены в разделах 14.3 и 14.4.

Упражнение 14.22. Определите версию оператора присвоения, способного присвоить строку, представляющую ISBN, объекту класса Sales_data.

Упражнение 14.23. Определите в версии класса StrVec оператор присвоения для типа initializer_list.

Упражнение 14.24. Примите решение, нуждается ли класс из упражнения 7.40 раздела 7.5.1 в операторах копирования и присваивания при перемещении. Если да, то определите эти операторы.

Упражнение 14.25. Реализуйте все остальные операторы присвоения, которые должен определить класс. Объясните, какие типы должны использоваться как операнды и почему.

14.5. Оператор индексирования

Классы, представляющие контейнеры, способные возвращать элементы по позиции, зачастую определяют оператор индексирования operator[].

Оператор индексирования должен быть определен как функция-член класса.

Согласно общепринятому смыслу индексирования, оператор индексирования обычно возвращает ссылку на выбранный элемент. Возвращающий ссылку оператор индексирования применим с обеих сторон оператора присвоения. Следовательно, имеет смысл определить и константную, и неконстантную версии этого оператора. При применении к константному объекту оператор индексирования должен возвращать ссылку на константу, чтобы предотвратить присвоение возвращенному объекту.

Если у класса есть оператор индексирования, он обычно должен быть определен в двух версиях: возвращающей простую ссылку и являющуюся константной функцией-членом, а следовательно, возвращающую ссылку на константу.

В качестве примера определим оператор индексирования для класса StrVec (см. раздел 13.5):

class StrVec {

public:

 std::string& operator[](std::size_t n)

  { return elements[n]; }

 const std::string& operator[](std::size_t n) const

  { return elements[n]; }

 // другие члены, как в разделе 13.5

private:

 std::string *elements; // указатель на первый элемент массива

};

Эти операторы можно использовать таким же образом, как и индексирование вектора или массива. Поскольку оператор индексирования возвращает ссылку на элемент, если объект класса StrVec не константен, то этому элементу можно присвоить значение; если индексируется константный объект, присвоение невозможно:

// svec - объект класса StrVec

const StrVec cvec = svec; // копировать элементы из svec в cvec

// если у svec есть элементы, выполнить функцию empty() класса string

// для первого

if (svec.size() && svec[0].empty()) {

 svec[0] = "zero"; // ok: индексирование возвращает ссылку на строку

 cvec[0] = "Zip";  // ошибка: индексация cvec возвращает ссылку на

                   // константу

}

Упражнения раздела 14.5

Упражнение 14.26. Определите операторы индексирования для классов StrVec, String, StrBlob и StrBlobPtr.

14.6. Операторы инкремента и декремента

Операторы инкремента (++) и декремента (--) обычно реализуют для классов итераторов. Эти операторы позволяют перемещать итератор с элемента на элемент последовательности. Язык никак не требует, чтобы эти операторы были членами класса. Но поскольку они изменяют состояние объекта, с которым работают, лучше сделать их членами класса.

Для встроенных типов есть префиксные и постфиксные версии операторов инкремента и декремента. Ничего удивительного, что для собственных классов также можно определить префиксные и постфиксные версии этих операторов. Давайте сначала рассмотрим префиксные версии, а затем реализуем постфиксные.

Классы, определяющие операторы инкремента или декремента, должны определять как префиксные, так и постфиксные их версии. Обычно эти операторы определяют как функции-члены.

Определение префиксных версий операторов инкремента и декремента

Для иллюстрации операторов инкремента и декремента определим их для класса StrBlobPtr (см. раздел 12.1.6):

class StrBlobPtr {

public:

 // инкремент и декремент

 StrBlobPtr& operator++(); // префиксные операторы

 StrBlobPtr& operator--();

 // другие члены как прежде

};

Чтобы соответствовать встроенным типам, префиксные операторы должны возвращать ссылку на объект после инкремента или декремента.

Операторы инкремента и декремента работают подобным образом — они вызывают функцию check() для проверки допустимости объекта класса StrBlobPtr. Если это так, то функция check() проверяет также допустимость данного индекса. Если функция check() не передает исключения, эти операторы возвращают ссылку на свой объект.