C++ Primer 学习笔记_61_满载操作符与转换 -自增/自减操作符

重载操作符与转换

--自增/自减操作符

引言：

 
  自增，自减操作符经常由诸如迭代器这样的类实现，这样的类提供类似于指针的行为来访问序列中的元素。例如，可以定义一个类，该类指向一个数组并为该数组中的元素提供访问检查：

class CheckedPtr
{
public:
//这个类没有默认构造函数,必须提供指向数组的指针。
/**构造函数的参数是两个指针:一个指向数组的开始,另一个指向数组的末端。
*构造函数用这两个指针初始化 beg 和 end
*并将 curr 初始化为指向第一个元素
*/
CheckedPtr(int *b,int *e):beg(b),end(e),curr(b){}

private:
/**三个成员
*beg:指向数组的第一个元素;
*end:指向数组的末端;
*curr:指向 CheckedPtr 对象当前引用的数组元素。
*/
int *beg;
int *end;
int *curr;
};

1、定义自增/自减操作符

【最佳实践】

 
  C++语言不要求自增/自减操作符一定作为类的成员，但是，因为这些操作符改变操作对象的状态，所以更倾向于将它们作为成员！

2、定义前自增/自减操作符

    前缀式操作符的声明看起来像这样：

class CheckedPtr
{
public:
CheckedPtr &operator++();
CheckedPtr &operator--();
//AS Before
};

【最佳实践】

 
   为了与内置类型一致，前缀操作符应该返回被增量或减量对象的引用。

 
  自增操作符根据end检查curr,从而确保用户不能将curr增量到超过数组的末端。自增操作将curr减 1并检查是否会减到beg,如果curr增量到超过end或 curr超过 beg就抛出一个out_of_range异常：

CheckedPtr &CheckedPtr::operator++()
{
if (curr == end)
{
throw out_of_range("increment past the end of CheckedPtr");
}
++ curr;

return *this;
}

CheckedPtr &CheckedPtr::operator--()
{
if (curr == beg)
{
throw out_of_range("decrement past the beginning of CheckedPtr");
}
-- curr;

return *this;
}

3、区别操作符的前缀和后缀形式

 
  后缀式操作符函数接受一个额外的（即：无用的）int型形参。使用后缀式操作符时，编译器提供0作为这个形参的实参。这个int形参的唯一目的就是使后缀函数与前缀函数区别开来。

4、定义后缀式操作符

class CheckedPtr
{
public:
CheckedPtr &operator++(int);
CheckedPtr &operator--(int);
//AS Before
};

【最佳实践】

 
    为了与内置操作符一致，后缀式操作符应返回旧值[即：尚未自增或自减的值]，并且，应作为值返回，而不是引用！

CheckedPtr CheckedPtr::operator++(int)
{
CheckedPtr ret(*this);
++ *this;

return ret;
}

CheckedPtr CheckedPtr::operator--(int)
{
CheckedPtr ret(*this);
-- *this;

return ret;
}

   必须保存对象在加1/减1之前的当前状态，当保存了当前状态的副本之后，操作符调用自己的前缀式操作符分别进行加1/减1:

++*this;	//-- *this;

   调用这个对象自己的已经定义好了的前缀自增/自减操作符，那些关于curr是否处在beg和end范围之内的检查，以及是否抛出异常，则由它们代劳了O(∩_∩)O！

 
 由于不使用int形参，所以对其没有命名。

5、显式调用自增/自减操作符

   如果想要使用函数调用来调用后缀式操作符，必须给出一个整型实参值：

CheckedPtr parr(ia,ia+ sizeof(ia)/sizeof(*ia));
parr.operator++();  //显式调用前缀式
parr.operator++(0); //显式调用后缀式

所传的值通常被忽略，但是该值是必要的，用于通知编译器需要的是后缀式版本！

【最佳实践】

 
  一般而言，最好前缀式和后缀式都定义，只定义前缀式或只定义后缀式的类，将会让习惯于使用两种形式的用户感到奇怪。

//P449 习题14.23~26 着重复习前面几节的知识，由于知识点都比较简单，所以几乎没有注释...
#include <iostream>
#include <stdexcept>
using namespace std;

class CheckedPtr
{
friend bool operator==(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs);
friend bool operator<(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs);
friend bool operator>(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs);

friend CheckedPtr operator+(const CheckedPtr &lhs,const size_t n);
friend CheckedPtr operator-(const CheckedPtr &lhs,const size_t n);
friend ptrdiff_t operator-(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs);

public:
CheckedPtr(int *b,int *e):beg(b),end(e),curr(b) {}

CheckedPtr &operator++();
CheckedPtr &operator--();

CheckedPtr operator++(int);
CheckedPtr operator--(int);

int &operator[] (const size_t);
const int &operator[] (const size_t) const;

int &operator*();
const int &operator*() const;

private:
int *beg;
int *end;
int *curr;
};

CheckedPtr operator+(const CheckedPtr &rhs,const size_t n)
{
CheckedPtr ret(rhs);
ret.curr += n;
if (ret .curr > ret.end)
{
throw out_of_range("operator + out_of_range!");
}

return ret;
}

CheckedPtr operator-(const CheckedPtr &rhs,const size_t n)
{
CheckedPtr ret(rhs);
ret.curr -= n;
if (ret.curr < ret.beg)
{
throw out_of_range("operator - out_of_range!");
}

return ret;
}

ptrdiff_t operator-(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs)
{
if (!(lhs.beg == rhs.beg && lhs.end == rhs.end))
{
throw out_of_range("operator - out_of_range!");
}

return lhs.curr - rhs.curr;
}

inline
bool operator==(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs)
{
return lhs.beg == rhs.beg && lhs.curr == rhs.curr && lhs.end == rhs.end;
}
inline
bool operator!=(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs)
{
return !(lhs == rhs);
}

inline
bool operator<(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs)
{
return lhs.beg == rhs.beg && lhs.end == rhs.end && lhs.curr < rhs.curr;
}
inline
bool operator>=(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs)
{
return !(lhs < rhs);
}

inline
bool operator>(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs)
{
return lhs.beg == rhs.beg && lhs.end == rhs.end && lhs.curr > rhs.curr;
}
inline
bool operator<=(const CheckedPtr &lhs,const CheckedPtr &rhs)
{
return !(lhs > rhs);
//OR: return lhs == rhs || lhs < rhs;
}

int &CheckedPtr::operator*()
{
if (curr == end)
{
throw out_of_range("Error Pointer!");
}

return *curr;
}

const int &CheckedPtr::operator*() const
{
if (curr == end)
{
throw out_of_range("Error Pointer!");
}

return *curr;
}

int &CheckedPtr::operator[](const size_t index)
{
if (beg + index >= end || beg + index < beg)
{
throw out_of_range("index: out_of_range!");
}
return *(beg + index);
}

const int &CheckedPtr::operator[](const size_t index) const
{
if (beg + index >= end || beg + index < beg)
{
throw out_of_range("index: out_of_range!");
}

return *(beg + index);
}

CheckedPtr &CheckedPtr::operator++()
{
if (curr == end)
{
throw out_of_range("increment past the end of CheckedPtr");
}
++ curr;

return *this;
}

CheckedPtr &CheckedPtr::operator--()
{
if (curr == beg)
{
throw out_of_range("decrement past the beginning of CheckedPtr");
}
-- curr;

return *this;
}
CheckedPtr CheckedPtr::operator++(int)
{
CheckedPtr ret(*this);
++ *this;

return ret;
}

CheckedPtr CheckedPtr::operator--(int)
{
CheckedPtr ret(*this);
-- *this;

return ret;
}
//测试
int main()
{
int ia[] = {10,8,6,4,2,0};
CheckedPtr flag(ia,ia + sizeof(ia)/sizeof(*ia));

for (CheckedPtr parr(ia,ia + sizeof(ia)/sizeof(*ia));
parr != flag + sizeof(ia)/sizeof(*ia); parr = parr + 2)
{
cout << *parr << endl;
}

for (CheckedPtr parr(ia,ia + sizeof(ia)/sizeof(*ia));
parr != flag + sizeof(ia)/sizeof(*ia); ++ parr)
{
cout << *parr << endl;
}

CheckedPtr parr1(ia,ia + sizeof(ia)/sizeof(*ia));
cout << endl << parr1[2] << endl;
cout << *parr1 << endl;

CheckedPtr parr2(ia,ia + sizeof(ia)/sizeof(*ia));
++ parr2;
cout << "parr1 <= parr2 ? " << (parr1 <= parr2) << endl;

return 0;
}