【C++】 34_数组操作符的重载

问题：
string 类对象还具备 C 方式字符串的灵活性吗？还能直接访问单个字符吗？

字符串类的兼容性

• string 类最大限度的考虑了 C 字符串的兼容性
• 可以按照使用 C 字符串的方式使用 string

编程实验： 用 C 方式使用 string 类

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s = "a1b2c3d4";
    int n = 0;
    
    for(int i=0; i<s.length(); i++)
    {
        if( isdigit(s[i]) )
        {
            n++;
        }
    }
    
    cout << n << endl;

    return 0;
}

输出：
4

问题：
类的对象怎么支持数组的下标访问呢？

重载数组访问操作符

• 被忽略的事实。。。

  • 数组访问符是 C/C++ 中的内置操作符
  • 数组访问符的原生意义是数组访问和指针运算

a[n] <--> *(a + n) <--> *(n + a) <--> n[a]

实例分析：指针与数组的练习

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    int a[5] = {0};
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        a[i] = i;
    }
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << *(a + i) << endl;
    }
    
    cout << endl;
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        i[a] = i + 10;
    }
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << *(i + a) << endl;
    }
    
    return 0;
}

输出：
0
1
2
3
4

10
11
12
13
14

• 数组访问操作符( [] )

  • 只能通过类的成员函数重载
  • 重载函数能且仅能使用一个参数
  • 可以定义不同参数的多个重载函数

编程实验： 重载数组访问操作符

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
private:
    int a[5];
public:
    int& operator [] (int i)
    {
        return a[i];
    }
    
    int& operator [] (const string& s)
    {
        if( s == "1st" )
        {
            return a[0];
        }
        else if( s == "2nd" )
        {
            return a[1];
        }
        else if( s == "3rd" )
        {
            return a[2];
        }
        else if( s == "4th" )
        {
            return a[3];
        }
        else if( s == "5th" )
        {
            return a[4];
        }
        
        return a[0];
    }
    
    int length()
    {
        return 5;
    }
};

int main()
{
    Test t;
    
    for(int i=0; i<t.length(); i++)
    {
        t[i] = i;
    }
    
    for(int i=0; i<t.length(); i++)
    {
        cout << t[i] << endl;
    }
    
    cout << t["5th"] << endl;
    cout << t["4th"] << endl;
    cout << t["3rd"] << endl;
    cout << t["2nd"] << endl;
    cout << t["1st"] << endl;

    return 0;
}

输出：
0
1
2
3
4
4
3
2
1
0

编程实验： 数组类的完善

IntArray.h

#ifndef _INTARRAY_H_
#define _INTARRAY_H_

class IntArray
{
private:
    int m_length;
    int* m_pointer;
    
    IntArray(int len);
    IntArray(const IntArray& obj);
    bool construct();

public:
    static IntArray* NewInstance(int length);
    int length();
    bool get(int index, int& value);
    bool set(int index, int value);
    int& operator [] (int index);
    IntArray& self();
    ~IntArray();
};

#endif

IntArray.cpp

#include "IntArray.h"

IntArray::IntArray(int len)
{
    m_length = len;
}

bool IntArray::construct()
{
    bool ret = true;
    
    m_pointer = new int[m_length];
    
    if( m_pointer )
    {
        for(int i=0; i<m_length; i++)
        {
            m_pointer[i] = 0;
        }
    }
    else
    {
        ret = false;
    }
    
    return ret;
}

IntArray* IntArray::NewInstance(int length)
{
    IntArray* ret = new IntArray(length);
    
    if( !(ret && (ret->construct())) )
    {
        delete ret;
        ret = 0;
    }
    
    return ret;
}

int IntArray::length()
{
    return m_length;
}

bool IntArray::get(int index, int& value)
{
    bool ret = (index >= 0) && (index < length());
    
    if( ret )
    {
        value = m_pointer[index];
    }
    
    return ret;
}

bool IntArray::set(int index, int value)
{
    bool ret = (index >= 0) && (index < length());
    
    if( ret )
    {
        m_pointer[index] = value;
    }
    
    return ret;
}

int& IntArray::operator [] (int index)
{
    return m_pointer[index];
}

IntArray& IntArray::self()                   // 注意这里！
{
    return *this;
}

IntArray::~IntArray()
{
    delete[] m_pointer;
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "IntArray.h"

using namespace std;

int main()
{
    IntArray* a = IntArray::NewInstance(5);
    
    if( a != NULL )
    {
        IntArray& array = a->self();         // 注意这里！
        
        cout << "array.length() = " << array.length() << endl;
        
        array[0] = 1;
        
        for(int i=0; i<array.length(); i++)
        {
            cout << array[i] << endl;
        }
    }
    
    delete a;

    return 0;
}

输出：
array.length() = 5
1
0
0
0
0
d

小结

• string 类最大程度的兼容了 C 字符串的用法
• 数组访问符的重载能够使得对象模拟数组的行为
• 只能通过类的成员函数重载数组访问符
• 重载函数能且仅能使用一个参数

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！