C++超详细讲解数组操作符的重载

2024-04-02 19:55

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一、字符串类的兼容性

问题：string 类对象还具备 C 方式字符串的灵活性吗？还能直接访问单个字符吗？

string 类最大限度的考虑了 C 字符串的兼容性
可以按照使用 C 字符串的方式使用 string 对象

下面看一个用 C 方式使用 string 类的示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    string s = "a1b2c3d4e";
    int n = 0;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++)
    {
        if (isdigit(s[i]))
        {
            n++;
        }
    }
    cout << n << endl;
    return 0;
}

输出结果如下：

二、重载数组访问操作符

问题：类的对象怎么支持数组的下标访问？

被忽略的事实

数组访问符是 C/C++ 中的内置操作符
数组访问符的原生意义是数组访问和指针运算

下面进行指针与数组的复习：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    int a[5] = {0};
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        a[i] = i;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << *(a + i) << endl;  //cout << a[i] << endl;
    }
    cout << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        i[a] = i + 10;  //cout << a[i] <<endl;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << *(i + a) << endl;
    }
    return 0;
}

输出结果如下：

数组访问操作符（[ ]）

只能通过类的成员函数重载重载
函数能且仅能使用一个参数
可以定义不同参数的多个重载函数

#include <iostream>
//#include <string>
using namespace std;
class Test
{
    int a[5];
public:
    int& operator [] (int i)
    {
        return a[i];
    }
    int& operator [] (const string& s)
    {
        if (s == "1st")
        {
            return a[0];
        } 
        else if (s == "2nd")
        {
            return a[1];
        }
        else if (s == "3rd")
        {
            return a[2];
        }
        else if (s == "4th")
        {
            return a[3];
        }
        else if (s == "5th")
        {
            return a[4];
        }
    }
    int length()
    {
        return 5;
    }
};
int main()
{
    Test t;
    for (int i = 0; i < t.length(); i++)
    {
        t[i] = i;
    }
    for (int i = 0; i < t.length(); i++)
    {
        cout << t[i] << endl;
    }
    cout << endl;
    cout << t["5th"] << endl;
    cout << t["4th"] << endl;
    cout << t["3rd"] << endl;
    cout << t["2nd"] << endl;
    cout << t["1st"] << endl;
    return 0; 
}

输出结果如下：

这个示例说明可以将字符串作为下标访问数组。

所以之前写的数组类的代码可以进一步完善啦：

IntArray.h：

#ifndef _INTARRAY_H_
#define _INTARRAY_H_
class IntArray
{
private:
    int m_length;
    int* m_pointer;
    
    IntArray(int len);
    IntArray(const IntArray& obj);
    bool construct();
public:
    static IntArray* NewInstance(int length); 
    int length();
    bool get(int index, int& value);
    bool set(int index ,int value);
    int& operator [] (int index);
    IntArray& self();
    ~IntArray();
};
#endif

IntArray.cpp：

#include "IntArray.h"
IntArray::IntArray(int len)
{
    m_length = len;
}
bool IntArray::construct()
{
    bool ret = true;
    m_pointer = new int[m_length];
    if( m_pointer )
    {
        for(int i=0; i<m_length; i++)
        {
            m_pointer[i] = 0;
        }
    }
    else
    {
        ret = false;
    }
    return ret;
}
IntArray* IntArray::NewInstance(int length) 
{
    IntArray* ret = new IntArray(length);
    if( !(ret && ret->construct()) ) 
    {
        delete ret;
        ret = 0;
    }
    return ret;
}
int IntArray::length()
{
    return m_length;
}
bool IntArray::get(int index, int& value)
{
    bool ret = (0 <= index) && (index < length());
    if( ret )
    {
        value = m_pointer[index];
    }
    return ret;
}
bool IntArray::set(int index, int value)
{
    bool ret = (0 <= index) && (index < length());
    if( ret )
    {
        m_pointer[index] = value;
    }
    return ret;
}
int& IntArray::operator [] (int index)
{
    return m_pointer[index];
}
IntArray& IntArray::self()
{
    return *this;
}
IntArray::~IntArray()
{
    delete[]m_pointer;
}

main.cpp：

#include <iostream>
#include <string>
#include "IntArray.h"
using namespace std;
int main()
{
    IntArray* a = IntArray::NewInstance(5);    
    if( a != NULL )
    {
        IntArray& array = a->self();
        cout << "array.length() = " << array.length() << endl;
        array[0] = 1;
        for(int i=0; i<array.length(); i++)
        {  
            cout << array[i] << endl;
        }
    }
    delete a;
    return 0;
}

输出结果如下：