Программирование и основы алгоритмизации. Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
2
Шевченко А. В.
Перегрузка функций
Перегрузка функций - одна из форм полиморфизма, которая заключается в возможности использования в одном пространстве имен нескольких функций с одинаковым именем, но с разными параметрами.
Язык С
Язык С++
int abs(int x)
double fabs(double x)
int abs(int x)
double abs(double x)

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
3
Шевченко А. В.
Перегрузка функций в С++
char abs(char x);
short abs(short x);
long abs(long x);
float abs(float x);
char abs(char x)
{
return(x < 0 ? -x : x);
}
short abs(short x)
{
return(x < 0 ? -x : x);
}
long abs(long x)
{
return(x < 0 ? -x : x);
}
float abs(float x)
{
return(x < 0 ? -x : x);
}
Язык С++ разрешает определение нескольких функций с одним и тем же именем, если функции отличаются числом или типом параметров.

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
4
Шевченко А. В.
Перегрузка методов в С++
class Circle
{
private:
double r;
...
public:
void Fit(Rectangle &R);
void Fit(Triangle &T);
void Fit(Square &S);
};
void Circle::Fit(Square &S)
{
r = S.Side()/2;
}

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
5
Шевченко А. В.
Перегрузка, переопределение, сокрытие
Перегружаемые функции должны находиться в одной области определения.
Перегружаемые функции различаются компилятором по их параметрам.
Посредством перегрузки вызываемая версия функции соответствует конкретным типам параметров.
Переопределение функции осуществляется новым описанием функции в другой области определения в иерархиях классов.
Переопределяемые функции имеют идентичные имена и типы параметров.
Сокрытие или "затенение" функций осуществляется для функций, находящихся в различных областях определения, причем функция, описанная во внутренней области, скрывает описание, данное во внешней области.
Скрываемые и скрывающие функции имеют идентичные имена.
Доступ к скрытым функциям осуществляется через оператор расширения области видимости.

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
6
Шевченко А. В.
Пример перегрузки, переопределения, сокрытия
class Figure
{
public:
double Area();
void Draw();
};
class Circle : public Figure
{
public:
double Area();
void Draw(int x, int y);
void Fit(Rectangle &R);
void Fit(Triangle &T);
void Fit(Square &S);
};
Circle c(100);
c.Draw(120, 50); // правильно
c.Draw(); // ошибка
c.Figure::Draw(); // правильно

+ =
Circle a(2);
Circle b(2);
Circle c = a+b;
Circle c = a.operator+(b);
Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
7
Шевченко А. В.
Перегрузка операторов в С++
2 + 2 = 4
int a = 2;
int b = 2;
int c = a+b;

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
8
Шевченко А. В.
Правила перегрузки операторов
Нельзя определять новые операторы
Нельзя перегружать операторы :: , ?: , . , .* , # , ##
По крайней мере один из операндов перегруженного оператора должен быть объектом класса или ссылкой на объект класса
Нельзя изменять общий синтаксис оператора (число операндов, приоритет, задаваемые аргументы)
Перегрузка операторов
Вне области класса
В рамках определения класса

class Circle
{
private:
double r;
public:
Circle(double R) { r = R; }
Circle &operator+(Circle &C);
};
Circle &Circle::operator+(Circle &C)
{
static Circle tmp(0);
tmp.r = sqrt(r*r+C.r*C.r);
return(tmp);
}
Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
9
Шевченко А. В.
Пример перегрузки оператора «+» в области класса

Circle &operator+(Circle &C1, Circle &C2)
{
static Circle C();
C.r = sqrt(C1.r*C1.r+C2.r*C2.r);
return(C);
}
Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
10
Шевченко А. В.
Пример перегрузки оператора «+» вне области класса

class Circle
{
private:
double r;
public:
Circle(double R) { r = R; }
Circle &operator=(Circle &C);
};
Circle &Circle::operator=(Circle &C)
{
r = C.r;
return(*this);
}
Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
11
Шевченко А. В.
Пример перегрузки оператора присваивания

Circle a, b, c, d, e;
Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
12
Шевченко А. В.
Перегруженные операторы и цепочные вычисления
e = a+b+c+d;
e.operator=(a.operator+(b).operator+(c).operator+(d));
e = (a+b)+(c+d);
e.operator=(a.operator+(b).operator+(c.operator+(d)));
e = a+(b+c)+d;
e.operator=(a.operator+(b.operator+(c)).operator+(d));

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
13
Шевченко А. В.
Многократная перегрузка операторов
class Circle
{
private:
double r;
public:
Circle(double R) { r = R; }
Circle &operator=(Circle &C);
Circle &operator=(Rectangle &R);
Circle &operator=(Triangle &T);
Circle &operator=(Square &S);
};
Circle &Circle::operator=(Square &S)
{
r = sqrt(S.Area()/M_PI);
return(*this);
}

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
14
Шевченко А. В.
Пример перегрузки оператора >
class Circle
{
public:
double Area() { return(M_PI*r*r); }
bool operator>(Circle &C);
bool operator>(Rectangle &R);
bool operator>(Triangle &T);
bool operator>(Square &S);
};
bool Circle::operator>(Circle &C)
{
return(r > C.r);
}
bool Circle::operator>(Rectangle &R)
{
return(Area() > R.Area());
}

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
15
Шевченко А. В.
Перегрузка операторов ++ и --
class Circle
{
private:
double r;
public:
Circle(double R) { r = R; }
Circle& operator++(); // префиксная форма
Circle& operator++(int); // постфиксная форма
Circle& operator--(); // префиксная форма
Circle& operator--(int); // постфиксная форма
};
Circle &operator++()
{
r *= 2;
return(*this);
}
Circle &operator++(int)
{
static Circle tmp(0);
tmp.r = r;
r *= 2;
return(tmp);
}
Circle a(10);
Circle b = a++;
Circle c = ++a;

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
16
Шевченко А. В.
Шаблоны функций
char min(char x, char y);
short min(short x, short y);
long min(long x, long y);
float min(float x, float y);
double min(double x, double x);
template
T min(T x, T y)
{
return(x < y ? x : y);
}
long double min(long double x, long double y); // инсталляция

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
13
Шевченко А. В.
Замещение шаблонов функций
template
T min(T x, T y)
{
return(x < y ? x : y);
}
char* min(char* x, char* y)
{
return(strcmp(x, y) < 0 ? x : y);
}

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
18
Шевченко А. В.
Шаблоны классов
template
class Stack
{
private:
T *data;
int count;
public:
Stack(int Number);
~Stack();
void Input(T Value);
T Output();
};

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
19
Шевченко А. В.
Реализация методов шаблонов классов
template
Stack
::Stack(int Number)
{
data = new T[Number];
}
template
Stack
::~Stack()
{
delete [] data;
}
template
void Stack
::Input(T Value)
{
data[count++] = Value;
}
template
T Stack
::Output()
{
return(data[--count]);
}

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
20
Шевченко А. В.
Использование шаблонов в программе
void main()
{
Stack
istack(20);
istack.Input(14);
istack.Input(11);
istack.Input(25);
int i = istack.Output();
Stack
fstack(10);
fstack.Input(230.21);
fstack.Input(18.513);
fstack.Input(83.234);
float f = fstack.Output();
Stack
cstack(24);
cstack.Input("First");
cstack.Input("Second");
char* c = cstack.Output();
}

Программирование и основы алгоритмизации
Тема 6. Объектно-ориентированное программирование. Перегрузка и шаблоны
21
Шевченко А. В.
Полное и частичное замещение шаблонов классов
template
class Converter
{
T1 obj1;
T2 obj2;
...
};
void main()
{
class Converter
{...};
template
class Converter
{...};
}
Полное замещение
Частичное замещение