C++实验21 运算符重载

实验21 运算符重载

一、实验目的和要求

1．理解运算符重载的作用。

2．掌握实现运算符重载的方法及几种特殊运算符的重载格式。

3．进一步锻炼针对类的编程能力。

二、实验准备

☞知识点

1．运算符重载定义的一般格式、基本概念。

2．运算符函数重载的两种形式。

3．通过成员函数实现运算符重载的一般格式。

4．通过友元函数实现运算符重载的一般格式。

5．”++”运算符的重载。

6．”=”赋值运算符的重载。

☞课前练习题

1．重载运算”+”，实现a+b运算，则。

A．a必须为对象，b可为整数或实数B．a和b必须为对象

C．b必须为对象，a可为整数或实数D．a和b均可为整数或实数

2．在C++中，运算符的重载有两种实现方法，一种是通过成员函数来实现，另一种则通过_________来实现。

3．不能重载的5个运算符是：______、______、______、______、_________。

4．重载赋值运算符必须通过________函数实现。

5．用成员函数实现前置”--”运算符重载的一般格式为：_______________________________。6．用友元函数实现后置”--”运算符重载的一般格式为：_______________________________。

☞分析

1．有以下程序：

#include

class C{

private:

double x;

public:

C( ) { x=0.0; }

C(double a) { x=a; }

friend C operator--(C t) //行A

{

t.x--;

return t;

}

void show(){cout<

};

void main()

{

C c(5.6);

(--c).show(); //行B

c.show(); //行C

}

请回答问题：

①从行A 的形式上看，这是利用________函数实现__________运算符的重载。

②行B 的输出结果：_________，行C 的输出结果：_________。

③上机验证输出结果，并且回答行B 和行C 的输出结果一样吗？为什么？

2．已知C 为某类名，以下是”+”和”+=”的运算符重载函数。

C C:: operator+(C &m ) //利用成员函数重载

{

C temp;

temp.x=x+m.x;

return temp; //行A

}

friend C operator+(C &m1, C &m2 ) //利用友元函数重载

{

C temp;

temp.x=m1.x+m2.x;

return temp; //行B

}

C &C:: operator+=(C &m ) //利用成员函数重载

{

x+=m.x;

return *this; //行C

}

要求：

①三个函数参数均为对象的引用（也可不用引用），请解释这样做的好处？

_____________________________________________________________。

②行A 和行B 为何不写成：return *this; ，如行C ？

__________________________________________________________________________。

三、实验内容

1．定义一个类MatrixAdd ，其数据成员为一个M*N 的矩阵（即二维数组），其中M 和N 是两个预先定义的符号常数。通过重载运算符”+”和”=”，实现矩阵相加和赋值运算。如定义矩阵A=⎥⎦⎤⎢⎣⎡654321和B=⎥⎦⎤⎢⎣⎡333222，通过运算C=A+B ，得到结果矩阵C=⎥⎦⎤⎢⎣⎡987543。 具体要求如下：

（1）私有数据成员

int a[M][N]：存放二维数组值。

（2）公有成员函数

● MatrixAdd ( )：缺省构造函数，空操作。

● MatrixAdd ( int x[M][N])：构造函数，用x 初始化数据成员a 。

● MatrixAdd operator+(MatrixAdd &b)：重载加法运算符”+”，实现两个矩阵相加。 ● void operator=(MatrixAdd &b)：重载赋值运算符”=”，实现两个矩阵赋值。

● void show( )：按二维方式输出a 数组。

（3）在主函数中完成对该类的测试。注意：在程序的开头，定义符号常数M 和N 的值分别为2和3，表示二维数组的行数和列数。在主函数中定义整型数组a[M][N]和b[M][N]，它们的初值取上述示例值。定义三个Matrix 类的对象A 、B 和C ，并用数组a 和b 初始化对象A 和B 。将A 加B 后赋值给C 。然后输出对象C 的数据成员a 矩阵的值。

2．建立分数类Fraction ，用于表示最简分数。最简分数为分子分母没有公约数的分数。该分数类重装运算符+和-，分别实现两个分数的加法和减法。具体要求如下：

（1）私有数据成员

● int m ：分子。

● int n ：分母。

（2）公有成员函数

● Fraction(int _m,int _n)：构造函数，用_m 、_n 分别初始化m 、n ，同时对分数进行约简，使其成为最简分数。

● int gcd(int x,int y)：求x 和y 的最大公约数（对分数进行约简时用到），注意结果要为正数。

● Fraction operator+(Fraction &b)：重载双目加法运算。

● Fraction operator-(Fraction &b)：重载双目减法运算。

● void show()：输出分数，格式为m/n 。

（3）在主函数中完成对该类的测试。定义分数a 和b ，其初值分别为-1/3与6/12，求出它们的和与差并分别赋值给分数c 和d ，最后输出c 和d 。正确的运行结果为：

1/6

-5/6

3．设a 为M 行N 列的二维数组，编程将a 中的每个元素向右移动一列，最右一列换到最左一列，移动后的数组仍然存放在a 中，试建立一个类TDarray ，完成以上操作。例如，原始数组以及移动元素之后的数组如下：

具体要求如下：

（1）私有数据成员

● int a[M][N]：存入二维数组的值，M 、N 为预定义的符号常量。

（2）公有成员函数

● TDarray(int x[M][N])：构造函数，用x 数组初始化数组a 。

● void move()：将数组a 的每个元素向右移动一列。

● void print()：按矩阵方式输出数组a 。

（3）在主函数中完成对该类的测试。在程序的开头定义符号常数M 和N 的值分别为3和4。在主函数中定义二维数组int x[M][N]，用以上数据赋初值。定义一个TDarray 类的对象arr ， 1 2 3 5 6 7 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11