Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός

This page is read only. You can view the source, but not change it. Ask your administrator if you think this is wrong.
====== Υπερφόρτωση τελεστών ======

Η C++ επιτρέπει την //υπεφόρτωση// των περισσότερων από τους διαθέσιμους τελεστές της γλώσσας. Με τον όρο //υπεφόρτωση// εννοούμε τον ορισμό μιας νέας συμπεριφοράς για τον τελεστή όταν αυτός εφαρμόζεται όχι σε βασικούς τύπους δεδομένων, αλλά σε σύνθετους τύπους δεδομένων που περιγράφονται από κλάσεις. Για παράδειγμα, στην παρακάτω κλάση //Time// τι θα γίνει εάν προσθέσουμε δύο αντικείμενα της κλάσης αυτής;

<code cpp Time.cpp>
class Time {
  int minutes;
  int hours;
public:
  Time(int hours, int minutes) {
    if(hours >= 0)
      this->hours = hours;
    else 
      this->hours = 0;
    if(minutes >= 0)
      this->minutes = minutes;
    else
      this->minutes = 0;
  }
  int getMinutes() { return minutes; }
  int getHours() { return hours; }
};

int main() {
  Time t1(10,30), t2(12, 50);
  Time t3 = t1 + t2;
}
</code>

Προς το παρόν αυτό που θα συμβεί είναι ότι ο παραπάνω κώδικας δεν μεταγλωττίζεται καθώς δεν ορίζεται κάποια συμπεριφορά για τον τελεστή ''+'' όταν αυτός εφαρμόζεται σε αντικείμενα τύπου //Time//. Αυτό μπορεί να αλλάξει εάν ορίσουμε μία συμπεριφορά για αυτό τον τελεστή επαναφορτώνοντας τον ως εξής.

<code cpp Time.cpp>

#include <iostream>
class Time {
  int minutes;
  int hours;
public:
  Time(int hours, int minutes) {
    if(hours >= 0)
      this->hours = hours;
    else 
      this->hours = 0;
    if(minutes >= 0)
      this->minutes = minutes;
    else
      this->minutes = 0;
  }
  Time operator+(const Time &t) {
    Time f(hours, minutes);
    f.minutes += t.minutes;
    if(f.minutes>=60)
      f.minutes -= 60;
    f.hours++;
    f.hours += t.hours;
    if(f.hours > 24)
      f.hours -= 24;
    return f;
  }
  int getMinutes() { return minutes; }
  int getHours() { return hours; }
};

int main() {
  Time t1(10,30), t2(12, 50);
  Time t3 = t1 + t2;
  std::cout << "t3: " << t3.getHours() <<"H, " << t3.getMinutes() << "m\n";
}
</code>

<WRAP center round info 80%>
Η λειτουργία υπεφόρτωσης ενός τελεστή μπορεί να κληθεί είτε χρησιμοποιώντας τον τελεστή, όπως στο παραπάνω παράδειγμα, είτε καλώντας τη συνάρτηση υπερφόρτωσης. Η κλήση της συνάρτησης υπερφόρτωσης για το παραπάνω παράδειγμα έχει ως εξής:
<code cpp>
Time t3 = t1.operator+(t2);
</code>
</WRAP>

Οι συναρτήσεις υπερφόρτωσης τελεστών είναι κανονικές συναρτήσεις που μπορεί να έχουν οποιαδήποτε συμπεριφορά. Για παράδειγμα, δεν υπάρχει κανένας περιορισμός ότι ο τελεστής ''+'' θα πρέπει να υλοποιεί την διαδικασία της πρόσθεσης για αντικείμενα τύπου //Time// αν και η διατήρηση της συγκεκριμένης συμπεριφοράς συμβάλει στην αναγνωσιμότητα του κώδικα. Γενικά, είναι καλή πρακτική η διατήρηση της παραδοσιακής συμπεριφοράς των τελεστών που υπερφορτώνονται.

<WRAP info 80% center round>
Οι τελεστές μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο βασικές κατηγορίες, τους //μοναδιαίους// τελεστές και τους //δυαδικούς// τελεστές. //Μοναδιαίοι// είναι οι τελεστές που λαμβάνουν μόνο ένα μία παράμετρο στα δεξιά ή τα αριστερά τους. Παραδείγματα μοναδιαίων τελεστών είναι τα εξής: **!a, -a, a++**. 

Οι παράμετροι των τελεστών στο εξής θα καλούνται τελεστέοι.

//Δυαδικοί// τελεστές είναι εκείνοι που έχουν δύο τελεστέους, συνήθως ένα στα αριστερά και ένα στα δεξιά του τελεστή. Παραδείγματα δυαδικών τελεστών είναι τα εξής: **a+=b, a+b**.

Τόσο οι //μοναδιαίοι// τελεστές όσο και οι //δυαδικοί// τελεστές είναι δυνατόν να μεταβάλλουν ή να μη μεταβάλλουν το αντικείμενο στο οποίο εφαρμόζονται.
</WRAP>

Οι συναρτήσεις υπερφόρτωσης χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες **//α)//** μέλη της κλάσης και **//β)//** φιλικές συναρτήσεις. Για κάθε μία από τις παραπάνω δύο κατηγορίες ισχύουν τα εξής:
  * **μέλη της κλάσης:** Για συναρτήσεις υπερφόρτωσης τελεστών που αποτελούν μέλη της κλάσης ισχύουν τα εξής:
    * Για μοναδιαίους τελεστές οι συναρτήσεις μέλη θεωρούν ο τελεστέος είναι το αντικείμενο στο οποίο ανήκει η συνάρτηση. Συνήθως οι συναρτήσεις υπερφόρτωσης των μοναδιαίων τελεστών δεν έχουν ορίσματα. Εξαίρεση αποτελούν οι τελεστές αύξησης ή μείωσης κατά ένα (%%++ ή --%%) όταν αυτοί εφαρμόζονται στα δεξιά του αντικειμένου (//postfix increment/decrement operators//), όπου λαμβάνουν ως μοναδικό όρισμα έναν ακέραιο.
    * Για δυαδικούς τελεστές οι συναρτήσεις υπερφόρτωσης θεωρούν ότι ο αριστερός τελεστέος είναι το αντικείμενο στο οποίο ανήκει η συνάρτηση και ο δεξιός τελεστέος δίνεται ως η μοναδική παράμετρος.
  * **φιλικές συναρτήσεις της κλάσης:** Για φιλικές συναρτήσεις υπερφόρτωσης ισχύουν τα εξής:
    * Για μοναδιαίους τελεστές οι φιλικές συναρτήσεις θεωρούν ότι ο τελεστέος είναι το μοναδικό όρισμα της συνάρτησης. Εξαίρεση αποτελούν οι τελεστές αύξησης ή μείωσης κατά ένα (%%++ ή --%%) όταν αυτοί εφαρμόζονται στα δεξιά του αντικειμένου (//postfix increment/decrement operators//), όπου λαμβάνουν δύο ορίσματα με την παρακάτω σειρά α) το αντικείμενο στο οποίο εφαρμόζονται (τελεστέος) και β) έναν ακέραιο.
    * Για δυαδικούς τελεστές οι φιλικές συναρτήσεις υπερφόρτωσης λαμβάνουν δύο ορίσματα. Θεωρούν ότι ο αριστερός τελεστέος είναι το πρώτο όρισμα της συνάρτησης υπερφόρτωσης και ο δεξιός τελεστέος το δεύτερο όρισμα.  

Ο παρακάτω πίνακας δίνει τη μορφή της συνάρτησης υπερφόρτωσης για τους τελεστές που είναι διαθέσιμοι προς υπεφόρτωση. Αντικαταστήστε τον χαρακτήρα ''@'' με τον εκάστοτε τελεστή. 

^  Έκφραση  ^  Τελεστής  ^  Υπερφόρτωση ως μέλος της κλάσης A  ^  Υπερφόρτωση ως φιλική συνάρτηση της κλάσης A  ^
|  @a  | %%+ - * & ! ~ ++ --%%  |  A::operator@()  |  operator@(A)  |
|  a@  | %%++ --%%  |  A::operator@(int)  |  operator@(A,int)  |
|  a@b  | %%+ - * / %  ^  | < > == != <= >= << >> && || ,%%  |  A::operator@(B)  |  operator@(A,B)  |
|  a@b  | %%= += -= *= /= %= ^= &= |= <<= >>= []%%  |  A::operator@(B)  |  -  |
|  a(b,c...)  | %%()%%  |  A::operator()(B,C...)  |  -  |
|  %%a -> b%%  | %%->%%  |  %%A::operator->()%%  |  -  |
|  (TYPE) a  | TYPE  |  A::operator TYPE()  |  -  |

Οι τελεστές που δεν υπερφορτώνονται είναι οι εξής:
|  **::**  |  **.* **  |  **.**  |  **?:**  |