C++中的鏈式操作

標籤：c++   鏈式操作   運算子多載   

代碼編譯環境：Windows7 32bits+VS2012。

1.什麼是鏈式操作

鏈式操作是利用運算子進行的連續運算（操作），它的特點是在一條語句中出現兩個或者兩個以上相同的操作符，如連續的賦值操作、連續的輸入操作、連續的輸出操作、連續的相加操作等都是鏈式操作的例子。

鏈式操一定涉及到結合律的問題，例如鏈式操作賦值操作滿足右結合律，即a=b=c被解釋成a=(b=c)，而鏈式輸出操作原則滿足左結合律，即cout<

2.類類型的鏈式操作

為了實作類別類型的鏈式操作，使鏈式操作能夠進行，操作符的重載必須滿足一定的要求：
（1）操作符沖在函數一定不能返回void類型。
因為void類型不能參與任何運算，所以，操作符重載函數返回void類型實際上是阻止了鏈式操作的可能性。

（2）對賦值操作符進行重載，如果返回的是類的對象，那麼鏈式賦值操作必須藉助於拷貝建構函式才能進行。這樣不懂那會有較大的運行開銷，還要編寫正確的拷貝建構函式。考察下面的程式。

#include <iostream>using namespace std;class Complex{    double real;    double image;public:    Complex(double r=0.0,double i=0.0){        real=r;        image=i;    }    Complex(const Complex& c){        cout<<"Copy Constructor"<<endl;        real=c.real;        image=c.image;    }    void Show(){        cout<<real<<"+"<<image<<"i"<<endl;    }    Complex operator=(const Complex&);};Complex Complex::operator=(const Complex& c){    real=c.real;    image=c.image;    return *this;}int main(int argc,char* argv[]){    Complex c1(2.3,4.5),c2,c3;    c1.Show();    c3=c2=c1;    c2.Show();    c3.Show();    getchar();}

程式的運行結果是：

可以看到，在連續的兩次賦值操作過程中，一共兩次調用拷貝建構函式。第一次發生在執行c2=c1的操作中，函數的傳回值（臨時對象）是由c1構造的，這時發生了一次拷貝建構函式的調用；第二次發生在為c3賦值的時候，賦值運算的傳回值仍然是一個Complex類的對象，這時又發生了一次拷貝建構函式的調用。讓賦值操作依賴於拷貝建構函式，顯然不是一種明智的做法。

思考：Complex& Complex::operator=(Complex& c){…}，會有什麼結果？

僅僅將賦值運算子多載函數的申明和定義修改如下：

Complex operator=(const Complex&);Complex Complex::operator=(const Complex& c){    real=c.real;    image=c.image;    return *this;}

同樣是上面的程式，輸出結果為：

也就是說，一次拷貝建構函式都沒有調用，原因是複製操作符函數返回的是Complex類的引用，不用產生一個新的臨時對象，這樣大大提高了程式的運行效率。所以，賦值運算子的重載幾乎無一例外地採用了返回引用的方式編寫。

3.實現輸入輸出的鏈式操作

輸入操作符（>>）和輸出操作符（>>）的重載函數必須返回引用，否則鏈式無法操作無法完成。

一般來說，實現輸入操作符重載，一律採用如下函數原型：
istream& operator>>(istream&, className&);

而實現輸出操作符重載，一律採用如下函數原型：
ostream& operator<<(ostream&, className&);

如果操作符函數的返回的是istream或ostream類的對象，而不是引用，會出現編譯錯誤。出錯的原因以及關於輸入輸入操作符的重載，敬請期待我的後續blog。

參考文獻

[1] ]陳剛.C++進階進階教程[M].武漢：武漢大學出版社，2008.

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