C++超詳細講解數組操作符的重載

更新時間：2022年06月01日 09:30:17 作者：清風自在流水潺潺

C 語言提供了豐富的操作符，有：算術操作符，移位操作符，位操作符，賦值操作符，單目操作符，關系操作符，邏輯操作符，條件操作符等。接下了讓我們探究一下數組操作符的重載

一、字符串類的兼容性

問題：string 類對象還具備 C 方式字符串的靈活性嗎？還能直接訪問單個字符嗎？

string 類最大限度的考慮了 C 字符串的兼容性
可以按照使用 C 字符串的方式使用 string 對象

下面看一個用 C 方式使用 string 類的示例：

#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;
}

輸出結果如下：

二、重載數組訪問操作符

問題：類的對象怎么支持數組的下標訪問？

被忽略的事實

數組訪問符是 C/C++ 中的內置操作符
數組訪問符的原生意義是數組訪問和指針運算

下面進行指針與數組的復習：

#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;
}

輸出結果如下：

數組訪問操作符（[ ]）

只能通過類的成員函數重載重載
函數能且僅能使用一個參數
可以定義不同參數的多個重載函數

#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; 
}

輸出結果如下：

這個示例說明可以將字符串作為下標訪問數組。

所以之前寫的數組類的代碼可以進一步完善啦：

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;
}

輸出結果如下：