C++ 开发之实现操作符重载的实例

时间:2022-05-31 18:24:48

C++操作符重载

实现效果图:

C++ 开发之实现操作符重载的实例

实例代码:

Matrix.h

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
#pragma once
#include "vector"
#include "iostream"
#define rep(i,n) for(int i=1;i<=n;i++) //宏定义for循环,精简代码
using namespace std;
class Matrix
{
public:
  //基本构造函数
  Matrix(int Row=0, int Column=0);
  //拷贝构造函数或者复制构造函数
  Matrix(const Matrix& matrix);
  //赋值操作符重载,必须为成员函数,不然会报错
  Matrix& operator=(const Matrix& matrix);
  //复合赋值操作符重载,建议重载为成员函数
  Matrix& operator+=(const Matrix& matrix);
  Matrix& operator*=(const Matrix& matrix);
  Matrix& operator*=(const float& number);
  Matrix& operator*=(const int& number);
  Matrix& operator-=(const Matrix& matrix);
  Matrix& operator/=(const float& number);
  float& operator[](const size_t& index);
  Matrix& operator++();//前缀式自增
  Matrix& operator--();//前缀式自减
  Matrix operator++(int); //后缀式自增
  Matrix operator--(int); //后缀式自减
  //算术和关系操作符一般为非成员函数,声明为友元
  friend Matrix operator+(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2);
  friend Matrix operator-(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2);
  friend Matrix operator*(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2);
  friend Matrix operator*(const Matrix& matrix1, const float& number);
  friend Matrix operator*(const Matrix& matrix1, const int& number);
  friend bool operator==(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2);
  friend bool operator!=(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2);
  //输出操作符<<的重载,必须声明为友元
  friend ostream& operator<<(ostream& os, const Matrix&object);
  //输入操作符>>重载,必须声明为友元
  friend istream& operator >>(istream& in,Matrix&object);
  void Display();
  ~Matrix();
public:
  int Row;
  int Column;
  vector<vector<float> > data; //二维vector,用于存放矩阵类数据
};

Matrix.cpp

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
#include "stdafx.h"
#include "Matrix.h"
#include "iomanip"
//构造函数
Matrix::Matrix(int Row/* =0 */, int Column/* =0 */){
  this->Row = Row;
  this->Column = Column;
  data.resize(Row + 1); //申请行数为row+1,0号位不用
  rep(i, Row)
    data[i].resize(Column + 1); //申请各行的列数
  rep(i, Row)
    rep(j, Column)
    data[i][j] = 0; //每个元素初始化为0,方便后面计算
}
//打印函数
void Matrix::Display(){
  rep(i, Row)
  {
    rep(j, Column)
      cout << setw(8) << data[i][j] << ' ';
    cout <<endl;
  }
}
//拷贝构造函数
Matrix::Matrix(const Matrix& matrix){
  Row = matrix.Row;
  Column = matrix.Column;
  data.resize(Row+1); //申请行数为row,0号位不用
  rep(i, Row)
    data[i].resize(Column+1); //申请各行的列数
  rep(i, Row)
    rep(j, Column)
    data[i][j] = matrix.data[i][j];
}
//赋值操作符重载
Matrix& Matrix::operator=(const Matrix& matrix){
  if (this==&matrix)
  {
    return *this;
  }
  Row = matrix.Row;
  Column = matrix.Column;
  //分配资源
  data.resize(Row + 1); //申请行数为row+1,0号位不用
  rep(i, Row)
    data[i].resize(Column + 1); //申请各行的列数
  rep(i, Row)
    rep(j, Column)
    data[i][j] = matrix.data[i][j];
  //返回本对象的引用
  return *this;
}
//复合赋值操作符重载
Matrix& Matrix::operator+=(const Matrix& matrix){
  if (Row == matrix.Row&&Column == matrix.Column)
  {
    rep(i, Row)
    {
      rep(j,Column)
      {
        data[i][j] += matrix.data[i][j];
      }
    }
  }
  return *this;
}
Matrix& Matrix::operator-=(const Matrix& matrix){
  if (Row == matrix.Row&&Column == matrix.Column)
  {
    rep(i, Row)
    {
      rep(j, Column)
      {
        data[i][j] -= matrix.data[i][j];
      }
    }
  }
  return *this;
}
Matrix& Matrix::operator*=(const float& number){
  rep(i, Row)
  {
    rep(j, Column)
    {
      data[i][j] = data[i][j] * number;
    }
  }
  return *this;
}
Matrix& Matrix::operator*=(const int& number){
  rep(i, Row)
  {
    rep(j, Column)
    {
      data[i][j] = data[i][j] * number;
    }
  }
  return *this;
}
Matrix& Matrix::operator*=(const Matrix& matrix){
  //先保存矩阵的值
  Matrix temp(Row, Column);
  rep(i, temp.Row)
  {
    rep(j, temp.Column)
    {
      temp.data[i][j] = data[i][j];
    }
  }
  //改变矩阵的大小和值
  Column = matrix.Column;
  data.clear();    //清除数据
  data.resize(Row+1); //申请行数为row+1,0号位不用
  rep(i, Row)
    data[i].resize(Column+1); //申请各行的列数
  //重新给矩阵赋值
  rep(i, temp.Row)
  {
    rep(j, matrix.Column)
    {
      double sum = 0;
      rep(k, temp.Column)
        sum += temp.data[i][k] * matrix.data[k][j];
      data[i][j] = sum; //改变矩阵的值
    }
  }
  return *this;
}
Matrix& Matrix::operator/=(const float& number){
  rep(i, Row)
  {
    rep(j, Column)
    {
      data[i][j] = data[i][j] / number;
    }
  }
  return *this;
}
//前缀式自增
Matrix& Matrix::operator++(){
  //对每个元素都加1
  rep(i, Row)
  {
    rep(j, Column)
    {
      data[i][j] +=1;
    }
  }
  return *this;
}
//前缀式自减
Matrix& Matrix::operator--(){
  //对每个元素都减1
  rep(i, Row)
  {
    rep(j, Column)
    {
      data[i][j] -= 1;
    }
  }
  return *this;
}
//后缀式自增
Matrix Matrix::operator++(int){
  //拷贝构造函数
  Matrix ret(*this);
  //对每个元素都加1
  rep(i, Row)
  {
    rep(j, Column)
    {
      data[i][j] += 1;
    }
  }
  return ret;
}
//后缀式自减
Matrix Matrix::operator--(int){
  //拷贝构造函数
  Matrix ret(*this);
  //对每个元素都减1
  rep(i, Row)
  {
    rep(j, Column)
    {
      data[i][j] -= 1;
    }
  }
  return ret;
}
//析构函数
Matrix::~Matrix()
{
  data.clear();
}
//加法操作符重载
Matrix operator+(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2){
  Matrix temp(matrix1.Row, matrix1.Column);
  if (matrix1.Row == matrix2.Row&&matrix1.Column == matrix2.Column)
  {
    rep(i, matrix1.Row)
    {
      rep(j, matrix2.Column)
      {
        temp.data[i][j] = matrix1.data[i][j]+matrix2.data[i][j];
      }
    }
  }
  return temp;
}
//减法操作符重载
Matrix operator-(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2){
  Matrix temp(matrix1.Row, matrix1.Column);
  if (matrix1.Row == matrix2.Row&&matrix1.Column == matrix2.Column)
  {
    rep(i, matrix1.Row)
    {
      rep(j, matrix2.Column)
      {
        temp.data[i][j] = matrix1.data[i][j] - matrix2.data[i][j];
      }
    }
  }
  return temp;
}
//乘法操作符重载
Matrix operator*(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2){
  Matrix temp(matrix1.Row, matrix2.Column);
  rep(i, temp.Row)
  {
    rep(j, temp.Column)
    {
      double sum = 0;
      rep(k, matrix1.Column)
        sum += matrix1.data[i][k] * matrix2.data[k][j];
      temp.data[i][j] = sum;
    }
  }
  return temp;
}
//乘法操作符重载
Matrix operator*(const Matrix& matrix1, const float& number){
  Matrix temp(matrix1.Row, matrix1.Column);
  rep(i, temp.Row)
  {
    rep(j, temp.Column)
    {
      temp.data[i][j] = matrix1.data[i][j]* number;
    }
  }
  return temp;
}
//乘法操作符重载
Matrix operator*(const Matrix& matrix1, const int& number){
  Matrix temp(matrix1.Row, matrix1.Column);
  rep(i, temp.Row)
  {
    rep(j, temp.Column)
    {
      temp.data[i][j] = matrix1.data[i][j] * number;
    }
  }
  return temp;
}
//等于关系操作符重载
bool operator==(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2){
  //只有维数相等才有可比性
  if (matrix1.Row==matrix2.Row&&matrix1.Column==matrix2.Column)
  {
    rep(i, matrix1.Row)
    {
      rep(j, matrix1.Column)
      {
        if (matrix1.data[i][j]!=matrix2.data[i][j])
        {
          return false;
        }
      }
    }
    return true;
  }
  else
  {
    return false;
  }  
}
//不等于关系操作符重载
bool operator!=(const Matrix& matrix1, const Matrix& matrix2){
  //只有维数相等才有可比性
  if (matrix1.Row == matrix2.Row&&matrix1.Column == matrix2.Column)
  {
    rep(i, matrix1.Row)
    {
      rep(j, matrix1.Column)
      {
        if (matrix1.data[i][j] != matrix2.data[i][j])
        {
          return true;
        }
      }
    }
    return false;
  }
  else
  {
    return false;
  }
}
//输出操作符重载
ostream& operator<<(ostream& os, const Matrix&object){
 
  rep(i, object.Row)
  {
    rep(j, object.Column)
      os << setw(8) << object.data[i][j] << ' ';
    os <<endl;
  }
  return os;
}
//输入操作符重载
istream& operator >>(istream& in, Matrix&object){
  rep(i, object.Row)
    rep(j, object.Column)
    in >> object.data[i][j];
  return in;
}

main.c

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
#include "iostream"
#include "Matrix.h"
using namespace std;
int main(){
  int row1, row2, col1, col2;
  cout << "请输入第一个矩阵的行和列:\n";
  cin >> row1 >> col1;
  Matrix m1(row1, col1);
  cout << "请输入" << row1 << '*' << col1 << "个数:\n";
  cin >> m1;
  cout << "输出矩阵的值:\n";
  cout << m1;
  cout << "请输入第二个矩阵的行和列:\n";
  cin >> row2 >> col2;
  Matrix m2(row2, col2);
  cout << "请输入" << row2 << '*' << col2 << "个数:\n ";
  cin >> m2;
  cout << "输出矩阵的值:\n";
  cout << m2;
  if (col1 != row2)
    cout << "这两个矩阵无法相乘\n";
  else
  {
    cout << "判断矩阵m1与m2是否相等:\n";
    if (m1==m2)
    {
      cout << "m1和m2相等:\n";
    }
    else
    {
      cout << "m1和m2不相等:\n";
    }
 
    cout << "m1拷贝构造m3矩阵结果输出:\n";
    Matrix m3(m1);
    cout << m3;
 
    cout << "m1赋值重载m4矩阵结果输出:\n";
    Matrix m4(m1.Row,m1.Column);
    m4 = m1;
    cout << m4;
 
    cout << "m1*m2矩阵相乘输出m5:\n";
    Matrix m5(m1.Row, m2.Column);
    m5 = m1*m2;
    cout << m5;
 
    cout << "矩阵m1*2输出m6:\n";
    Matrix m6(m1.Row, m1.Column);
    m6 = m1*2;
    cout << m6;
 
    cout << "矩阵m1*0.5输出m7:\n";
    Matrix m7(m1.Row, m1.Column);
    m7 = m1 * 0.5;
    cout << m7;
 
    cout << "m1*m2矩阵相乘输出m1:\n";
    m1 *= m2;
    cout << m1;
 
    cout << "m1矩阵前自增输出\n";
    cout << ++m1;
 
    cout << "m1矩阵后自增输出\n";
    cout << m1++;
 
    cout << "m1矩阵输出\n";
    cout << m1;
 
    cout << "m1矩阵前自减输出\n";
    cout << --m1;
 
    cout << "m1矩阵后自减输出\n";
    cout << m1--;
 
    cout << "m1矩阵输出\n";
    cout << m1;
  }
  return 0;
}

感谢阅读,希望能帮助到大家,谢谢大家对本站的支持!

原文链接:http://blog.csdn.net/liuyi1207164339/article/details/47082463