c++学习笔记（初学）

第 11 章  使用类

一、运算符重载

旨在让我们能够用同名的函数来完成相同的基本操作。

例如，在一个计算时间的类中，我们定义了一个计算时间和的函数：

Time Time::Sum(const Time & t) const    //将参数声明为引用的目的是提高效率{   Time sum;   sum.minutes = minutes + t.minutes;   sum.hours = hours + t.hours + sum.minutes / 60;   sum.minutes %= 60;   return sum;      //返回值不能是引用}

调用该函数的方法是：

Time total;

total = coding.Sum(fixing);   //其中coding和fixing是Time的两个已赋值对象

这时，我们可以将Time类转换为重载的加法运算符：

Time Time::operator+(const Time & t) const{   Time sum;   sum.minutes = minutes + t.minutes;   sum.hours = hours + t.hours + sum.minutes / 60;   sum.minutes %= 60;   return sum;}

这时，我们就可以使用运算符表示法：total = coding + fixing；

或者也可以total = coding.operator+(fixing);

注意，运算符左侧的对象是调用对象，右边的对象是作为参数被传递的对象。

二、友元

由上一小节可知，重载运算符后，运算符左侧的对象是调用对象，右边的对象是作为参数被传递的对象。但如果有以下语句：A = 2.75 * B；将会编译错误。而我们知道，非成员函数不是由对象调用的，它使用的所有值都是显示参数。故我们通过让非成员函数成为类的友元，可以赋予该函数与类的成员函数相同的访问权限。

函数实例如下：

friend Time operator*(double m, const Time & t);

注意：

① 不能用成员运算符来调用；

② 不是成员函数但与成员函数的访问权限相同；

③ 函数定义不要使用解析运算符::；

④ 不要在定义中使用关键字friend。

重载<<运算符

1、要使Time类知道使用cout，必须使用友元函数：

void operator<<(ostream & os, const Time & t){   os << t.hours << " hours, " << t.minutes << " minutes";}

这样可以使用这样的语句：cout << trip;

2、然而，倘若要使cout << "Trip time: " << trip << " (Tuesday)\n"情况允许，则只要修改operator<<()函数，让它返回ostream对象的引用即可：

ostream & operator<<(ostream & os, const Time & t){   os << t.hours << " hours, " << t.minutes << " minutes";   return os;}

三、类的实例（矢量类）

使用了类的重载和友元的类设计

#ifndef VECTOR_H_#define VECTOR_H_#include<iostream>namespace VECTOR    //将类声明放在VECTOR名称空间中{   class Vector   {        public:        enum Mode {RECT, POL};//用于标识两种表示法 直角坐标和极坐标 private:double x;double y;double mag;double ang;Mode mode;void set_mag();void set_ang();void set_x();void set_y();public:Vector();Vector(double n1,double n2,Mode form = RECT);void reset(double n1,double n2,Mode form = RECT);~Vector();//声明不会对其显示访问的对象进行修改的函数用const限定符 double xval() const {return x;}double yval() const {return y;}double magval() const {return mag;}double angval() const {return ang;}//将自动成为内联函数 void polar_mode();void rect_mode();Vector operator+(const Vector & b) const;Vector operator-(const Vector & b) const;Vector operator-() const;Vector operator*(double n) const;friend Vector operator*(double n,const Vector & a);friend std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const Vector & v);   } }#endif

实现：

#include<cmath>#include "vect.h"using std::sqrt;using std::sin;using std::cos;using std::atan;using std::atan2;using std::cout;namespace VECTOR{const double Rad_to_deg = 45.0 / atan(1.0);//约为57.2957795 void Vector::set_mag(){mag = sqrt(x * x + y * y);}void Vector::set_ang(){if(x == 0.0 && y == 0.0)ang = atan2(y,x);}//已知极坐标求直角坐标 void Vector::set_x(){x = mag * cos(ang); }void Vector::set_y(){y = mag * sin(ang);}Vector::Vector(){x = y = mag = 0.0;mode = RECT;}Vector(double n1,double n2,Mode form){mode = form;if(form == RECT){x = n1;y = n2;set_mag();set_ang();}else if (form = POL){mag = n1;ang = n2 / Rad_to_deg;set_x();set_y();}else{cout << "Incorrect 3rd argument to Vector() -- ";cout << "vector set to 0\n";x = y = mag = ang = 0.0;mode = RECT;}}void reset(double n1,double n2,Mode form){mode = form;if(form = RECT){x = n1;y = n2;set_mag();set_ang();}else if(form = POL){mag = n1;ang = n2 / Rad_to_deg;set_x();set_y();}else{cout << "Incorrect 3rd argument to Vector() -- ";cout << "vector set to 0\n";x = y = mag = ang = 0.0;mode = RECT;}}Vector::~Vector(){}void Vector::polar_mode(){mode = POL;}void Vector::rect_mode(){mode = RECT;}Vector Vector::operator+(const Vector & b) const{return Vector(x + b.x, y + b.y);}//将新的x和y分量传递给构造函数，而后者将使用这些值来创建无名的新对象，并返回该对象的副本Vector Vector::operator-(const Vector & b) const{return Vector(x - b.x, y - b.y);}Vector Vector::operator-() const  //返回与原来矢量相反的矢量{return Vector(-x,-y);}Vector Vector::operator*(double n) const{return Vector(n * x,n * y);}Vector operator*(double n,const Vector & a){return a * n;}std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const Vector & v){if(v.mode == Vector::RECT) //因为友元函数不在类作用域内，因此必须使用Vector::RECT，但这个友元函数在名称空间VECTOR中，因此无需使用全限定名VECTOR::Vector::RECTos << "(x,y) = (" << v.x << "," << v.y << ")");else if(v.mode == Vector::POL){os << "(m,a) = (" << v.mag << "," << v.ang * Rad_to_deg << ")";}elseos << "Vector object mode is invalid";return os;}}

ps:随机数的生成

stdlib头文件下的srand()和rand()函数

我们知道，rand()函数可以产生随机数，但这是一个伪随机数，每次执行时都是相同的。若要不同，则需要用srand()函数来设置rand()产生随机数时的随机种子，当用户未设定随机种子时，系统默认的随机种子为1。而我们知道，我们每一次运行程序的时间是不同的，故可以使用time(0)的返回值来设置种子，即srand(time(0))。其中头文件ctime包含了time()的原型。

产生一定范围随机数的通用表达式

a + rand() % n,其中a为起始值，n为整数的范围。