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C++运算符重载实例

2023-06-28 15:21:54 深夜i -- --

C++ 运算符重载实例函数重载类重载

C++运算符重载是一种重要的机制，允许程序员将已有的运算符重新定义，以执行自己定义的操作。在本文中，我们将通过几个实例来演示如何使用C++运算符重载来简化代码。

实例1：向量加法

首先，考虑如何实现向量加法。如果我们定义一个Vector类，那么我们可以使用运算符重载来使向量加法更加直观和简单。下面是一个示例：

// Vector类定义

class Vector {

public:

Vector() {}

Vector(double x, double y, double z) : m_X(x), m_Y(y), m_Z(z) {}

// 运算符重载

Vector operator+(const Vector& rhs) const {

return Vector(m_X + rhs.m_X, m_Y + rhs.m_Y, m_Z + rhs.m_Z);

}

private:

double m_X, m_Y, m_Z;

};

// 使用Vector重载后的+运算

Vector a(0, 1, 0);

Vector b(1, 0, 0);

Vector c = a + b; // c = (1, 1, 0)

在上面的代码中，我们定义了一个名为“Vector”的类，并在其中重载了运算符“+”。运算符重载函数接受一个常量引用参数“rhs”，表示右操作数。然后，重载函数将两个向量的每个分量相加，最后返回一个新的向量。

实例2：矩阵乘法

接下来，让我们考虑如何使用运算符重载来实现矩阵乘法。下面是一个示例：

// Matrix类定义

class Matrix {

public:

Matrix() {}

Matrix(int rows, int cols) : m_Rows(rows), m_Cols(cols) {

m_Data = new double[rows * cols];

}

~Matrix() {

delete[] m_Data;

}

// 运算符重载

Matrix operator*(const Matrix& rhs) const {

if (m_Cols != rhs.m_Rows) {

throw std::runtime_error("Matrix dimensions mismatch");

}

Matrix result(m_Rows, rhs.m_Cols);

for (int i = 0; i < m_Rows; i++) {

for (int j = 0; j < rhs.m_Cols; j++) {

for (int k = 0; k < m_Cols; k++) {

result(i, j) += (*this)(i, k) * rhs(k, j);

}

return result;

}

// 元素访问函数

double& operator()(int i, int j) {

return m_Data[i * m_Cols + j];

}

const double& operator()(int i, int j) const {

return m_Data[i * m_Cols + j];

}

private:

int m_Rows, m_Cols;

double* m_Data;

};

// 使用Matrix重载后的*运算

Matrix a(2, 3);

Matrix b(3, 2);

a(0, 0) = 1;

a(0, 1) = 2;

a(0, 2) = 3;

a(1, 0) = 4;

a(1, 1) = 5;

a(1, 2) = 6;

b(0, 0) = 7;

b(0, 1) = 8;

b(1, 0) = 9;

b(1, 1) = 10;

b(2, 0) = 11;

b(2, 1) = 12;

Matrix c = a * b; // c = [58 64 ; 139 154]

在上面的代码中，我们定义了一个名为“Matrix”的类，并在其中重载了运算符“*”。重载函数接受一个常量引用参数“rhs”，表示右操作数。在这个例子中，我们首先检查行列是否匹配，然后使用三个嵌套循环计算两个矩阵的乘积。最后，我们返回一个新矩阵。

总结

C++运算符重载为开发人员提供了一种强大的工具，可以使代码更加简洁、易读和易于维护。在本文中，我们演示了如何使用重载运算符来实现向量加法和矩阵乘法。这些示例说明了重载运算符的价值，同时也给我们提供了某些用例以便在日常开发中使用它们。

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