2017年3月22日 星期三

operator() 進階用法 繼承

operator() 進階用法 繼承

如果你有兩個以上的陣列類別,你就必須為他們個別重載所有的 operator 運算子,又他們很有可能都是完全一樣的,你只是想對那個陣列做運算不會動到其他成員,他們的差別只在於型態不一樣,彼此互相有不同的資料成員。
最好的解法就是把他們的陣列拉出來用template實作,並為他們重載需要的 operator 然後再用正確的型態繼承到個別的類別。
比如說父類別為
Arr<T>
子類別為
Arr_int
Arr_double
Arr_char
我們總不可能為了這三個個別寫了各自完全一樣,只有型態不行的運算子重載,一個 + 就需要用 +=+ ,如果還做了常數的相加
Arr_int a;
a=a+1;
a=1+a;
又需要多寫2個重載函式,相當於一個運算符號需要4個函式,總共有4個符號所以是16個,我們做了3個類別需要寫了16*3個。
繼承後會遇到一些問題,這裡附上可能發生的問題與他的解法

資料結構

這是我們的主類別
template <typename T>
class Arr {
    Arr(initializer_list<T> i): arr(i){}
    Arr & operator+=(Arr const& rhs);
protected:
    vector<T> arr;
};
Arr<T1> operator+(Arr<T1> const &lhs, Arr<T1> const &rhs){...}
這是繼承後的子類別
class Arr_int: public Arr<int>{
public:
    Arr_int(initializer_list<int> i): Arr<int>(i), i(-1){}
public:
    int i;
};

上下轉型的問題

加號產生的暫存父類別

這個問題發生在某些情況,或某些情況必然會遇到分別是
Arr_int a{0}, b{0};
a = b+b;
這裡因為我們的 + 函式的定義返還值為 Arr<int>Arr_int 不符合會導致
Arr_int = Arr<int>

讓他等於父類別

Arr<int> f{0};
Arr_int a{0};
a = f;

原因與解法

父類別型態出現在等號右邊,可是函式內預設只會建立
arr_int & arr_int::operator=(arr_int const & rhs);
他會找不到函式呀,我們需要多載正確的型態等號
Arr_int & operator=(Arr<int> const & rhs);
至於裡面的實作我們可以呼叫父類別來做
Arr_int & operator=(Arr<int> const & rhs){
   this->Arr<int>::operator=(rhs);
   // other ...

   return (*this);
}
這會導致子類別的多出來的成員不會被操作到,如果需要用上則在這裡補上。加號也是一樣如果需要的話則用這種方式減少代碼的重複。

繼承後如何轉名

這種做法會導致所有的子類別名稱都是
vector<T> arr;
我們可以透過參考的方式對他重新命名,取一個別名
public:
    // 更換別名
    decltype(arr) & mask = arr;
如此一來就可以自由地操作了。

實作範例

inhereit.hpp

/*****************************************************************
Name : 
Date : 2017/03/17
By   : CharlotteHonG
Final: 2017/03/17
*****************************************************************/
#include <iostream>
#include <vector>
#include <initializer_list>
using namespace std;

template <typename T>
class Arr {
public:
    Arr(initializer_list<T> i): arr(i){}
    Arr & operator=(Arr<T> const & rhs) = default;
public:
    void pri(string name=""){
        cout << name << " = ";
        for(auto&& i : arr) {
            cout << i << ", ";
        }cout << endl;
    }
public:
    // 重載下標符號
    T & operator[](size_t idx){
        return const_cast<T&>(static_cast<const Arr&>(*this)[idx]);
    }
    const T & operator[](size_t idx) const{
        return arr[idx];
    }
    // 重載+=符號
    template <typename T1> friend
        Arr<T1> operator+(Arr<T1> const &lhs, Arr<T1> const &rhs);
    Arr & operator+=(Arr const& rhs){
        for(unsigned i = 0; i < arr.size(); ++i)
            (*this)[i] += rhs[i];
        return (*this);
    }
    Arr & operator+=(T const &rhs){
        for(unsigned i = 0; i < arr.size(); ++i)
            (*this)[i] += rhs;
        return (*this);
    }
protected:
    vector<T> arr;
};
// 重載+符號(全域函式)
template <typename T1>
Arr<T1> operator+(Arr<T1> const &lhs, Arr<T1> const &rhs){
    return Arr<T1>(lhs) += rhs;
}
//----------------------------------------------------------------
class Arr_int: public Arr<int>{
public:
    Arr_int(initializer_list<int> i): Arr<int>(i), i(-1){}
    Arr_int(Arr<int> const & rhs):Arr<int>(rhs), i(-1){}
    Arr_int & operator=(Arr<int> const & rhs){
        this->Arr<int>::operator=(rhs);
        return (*this);
    }
public:
    int i;
};

using uch = unsigned char;
class Arr_uch: public Arr<uch>{
public:
    // 更換別名
    decltype(arr) & mask = arr;
public:
    Arr_uch(initializer_list<uch> i): Arr<uch>(i){}
    Arr_uch(Arr<uch> const & rhs):Arr<uch>(rhs){}
    Arr_uch & operator=(Arr<uch> const & rhs){
        (*this).Arr<uch>::operator=(rhs);
        return (*this);
    }
};
//----------------------------------------------------------------

inhereit_main.cpp

/*****************************************************************
Name : 無損繼承 operator
Date : 2017/03/17
By   : CharlotteHonG
Final: 2017/03/17
*****************************************************************/
#include <iostream>
#include "inhereit.hpp"
using namespace std;
/*==============================================================*/
int main(int argc, char const *argv[]){
    Arr<int> a{0, 1, 2};
    Arr<int> b{0, 1, 2};
    b=b+a;
    b.pri("b+a");

    // 繼承運算符號
    Arr_int c{1, 1, 1};
    Arr_int c1{1, 1, 1};
    c.i=7;
    c1.i=8;
    c = c1+c1;
    cout << c.i << " || ";
    c.pri("c1+c1");

    // 繼承的 += 操作符號不會操作子類別成員
    c += c1;
    cout << c.i << " || ";
    c.pri("c+=c1");

    // 複製建構子
    Arr_int c2(c1);
    cout << c2.i << " || ";
    c2.pri("c2");
    Arr_int c3(c+c); // c+c 返還的是父類別
    cout << c3.i << " || ";
    c3.pri("c3");

    // 繼承運算符號2
    Arr_uch d{'0', '0', '0'};
    Arr<unsigned char> ch{'0', '0', '0'};
    d = d+d;
    d.pri("d+d");

    return 0;
}
/*==============================================================*/

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