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<iostream.h>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<<x<<endl;}};void main(){C c(5.6);(--c).show(); //行Bc.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：1/6-5/63．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用数组x初始化该对象，通过arr调用成员函数，首先输出数组的原始值，然后移动并输出移动后的数组值。

4．建立一个类ComposeStr，连接两个字符串后，将结果字符串中的字符按升序排列。

例如，字符串s1的值为”pear”，字符串s2的值为”apple”，将s1和s2连接后得到字符串”pearapple”，存入字符数组s3，排序后得”aaeelpppr”。

具体要求如下：（1）私有数据成员●char s1[80]，s2[80]：存放两个原始字符串。

●char s3[160]：存放结果字符串。

（2）公有成员函数●ComposeStr (char a[ ], char b[ ])：构造函数，用字符串参数a和b分别初始化数据成员s1和s2。

●void compose( )：合并字符串后存入s3。

●void asort( )：对s3中的字符升序排序。

●void show( )：输出两个原始字符串和结果字符串。

（3）在主程序中定义两个字符数组char a[80]，b[80]，任意输入两个字符串，再定义一个ComposeStr类的对象str，用字符串a和b初始化该对象，然后按上述要求测试该类。

四、课后练习题1．通过重载运算符”=”和”+”，实现字符串类的赋值与拼接。

# include<iostream.h># include<string.h>class String{char * str;public:String (char * s=0){if(s){str=new char[strlen(s)+1];strcpy(str,s);}else str=0;}~ String(){if(str)delete[]str;}friend String operator+(const String&, const String &);String & operator=(String &);void Show(){if(str) cout<<str<<'\n';}};String operator+(const String &s1, const String &s2){String t;t.str=new char ;strcpy(t.str,s1.str);strcat(t,str,s2.str);return ;}String & String∷operator=(String &s){if(str) ;str=new char[strlen(s.str)+1];strcpy(str,s.str);return ;}void main(void){String s1(Computer"),s2("tests"),s3;s1.Show();s2.Show();s3=s1+s2;s3.Show();}2．通过重载运算符”>”实现字符串类的比较运算。

重载构造函数实现字符串对象的初始化。

# include<iostream.h># include<string.h>class String{char * str;public:String(char * s=0){if( ){str=new char[ ];strcpy(str,s);}else str=0;}String(String &);~ String(){ if(str) delete [] str;}int operator>(String &);void Show(){ if(str)cout<<str<<'\n';}}String∷String(String &s){if( ){str=new char[ ];strcpy(str,s.str);}else str=0;}int String∷operator>(String &s){if(strcmp(str,s.str)>0) return 1;else return 0;}void main(void){String s1("Computer"),s2("tests"),s3(s1);s1.Show();s2.Show();s3.Show();cout<<(s1>s2)<<'\n';}3．通过重载运算符”+”，直接实现两个一维数组对应元素相加的运算。