Chương 5


Quá tải toán tử







•
Quá tải toán tử đối với lớp

•
Quá tải toán tử nhò nguyên

•
Quá tải toán tử quan hệ & luận lý

•
Quá tải toán tử đơn nguyên

•
Hàm toán tử friend

•

Toán tử gán











Chöông 5
Quaù taûi toaùn töû



136
136









































Chương 5

Quá tải toán tử



137
137
I/ Quá tải toán tử
(operator overloading)

Quá tải toán tử
giống như quá tải hàm. Thực chất quá tải toán tử chỉ là một loại quá
tải hàm. Một toán tử thường được quá tải đối với một lớp.

Khi một toán tử được quá tải, toán tử đó không mất ý nghóa gốc của nó. Thêm nữa,
toán tử còn có thêm ý nghiã bổ sung đối với lớp mà toán tử được đònh nghiã.


•
Để quá tải một toán tử, hãy tạo ra
một hàm toán tử
(operator function). Thông
thường, một hàm toán tử là một thành viên (member) hoặc bạn (friend) của lớp
mà toán tử được đònh nghiã.

Cú pháp
return_type class_name::
operator#
(arg_list)
{
// operation to be performed

}

return_type kiểu trả về của một hàm toán tử có thể là bất kỳ,
thường là lớp mà toán tử được đònh nghiã
class_name tên lớp chứa hàm toán tử
#
đại diện cho toán tử được quá tải
arg_list danh sách các đối số, thay đổi phụ thuộc vào cách mà hàm toán tử
được thực hiện và kiểu toán tử được quá tải

•
Hai hạn chế khi quá tải toán tử :
+ thứ tụ ưu tiên của các toán tử không thay đổi
+ số toán hạng của một toán tử không thay đổi

Hầu hết các toán tử trong C++ có thể được quá tải.
Một số toán tử không thể quá tải như :
::
,
.
,
*
,
?

Cũng không thể quá tải toán tử tiền xử lý.

Hai toán tử được quá tải ">>" và "<<" , dùng để thực hiện các thao tác nhập/xuất
trong C++


•
Các hàm toán tử có thể không có các đối số ngầm đònh.
Chương 5
Quá tải toán tử



138
138
II/ Quá tải toán tử nhò nguyên

Khi một hàm toán tử thành viên quá tải toán tử nhò nguyên, hàm sẽ chỉ có một tham
số. Tham số này sẽ nhận
đối tượng nằm bên phải
toán tử. Đối tượng bên trái là đối
tượng tạo ra lời gọi. Gọi cho hàm toán tử và được truyền bởi con trỏ
this
.

Các hàm toán tử được viết theo nhiều cách khác nhau.

•
Quá tải toán tử "+" đối với một lớp

Ví dụ 2.1
// Overload the + relative to coord class.
#include <iostream.h>

class coord {
int x, y; // coordinate values

public:
coord() { x=0; y=0; }
coord(int i, int j) { x=i; y=j; }
void get_xy(int &i, int &j) { i=x; j=y; }

coord operator+(coord ob2)
;
};

// Overload + relative to coord class.
coord coord::operator+(coord ob2)
{
coord temp;
temp.x = x + ob2.x;
temp.y = y + ob2.y;

return
temp
;
}

int main()
{
coord o1(10, 10), o2(5, 3), o3;
int x, y;
Chương 5
Quá tải toán tử




139
139
o3 =
o1 + o2
; // add two objects - this calls operator+()
o3.get_xy(x, y);
cout << "(o1+o2) X: " << x << ", Y: " << y << "\n";

return 0;
}

@ Khi trả về một đối tượng, toán tử phép "+" cho phép một chuổi phép cộng, ví dụ
o3 = o1 + o2 + o1 + o3;

@ Vì đối tượng coord được trả về, câu lệnh sau đây cũng hoàn toàn đúng
(o1
+
o2).get_xy(x, y);


•
Quá tải toán tử "-" , "=" đối với một lớp

Ví dụ 2.2
// Overload the +, -, and = relative to coord class.
#include <iostream.h>

class coord {
int x, y; // coordinate values
public:

coord() { x=0; y=0; }
coord(int i, int j) { x=i; y=j; }
void get_xy(int &i, int &j) { i=x; j=y; }
coord operator+(coord ob2);
coord
operator-(coord ob2)
;
coord
operator=(coord ob2)
;
};

// Overload + relative to coord class.
coord
coord::operator+(coord ob2)

{
coord temp;

temp.x = x + ob2.x;
Chöông 5
Quaù taûi toaùn töû



140
140
temp.y = y + ob2.y;
return temp;
}

// Overload - relative to coord class.
coord
coord::operator-(coord ob2)

{
coord temp;

temp.x =
x - ob2.x
;
temp.y =
y - ob2.y
;

return
temp
;
}

// Overload = relative to coord.
coord
coord::operator=(coord ob2)

{
x = ob2.x;
y = ob2.y;

return
*this
; // return the object that is assigned

}

int main()
{
coord o1(10, 10), o2(5, 3), o3;
int x, y;

o3 = o1 + o2; // add two objects - this calls operator+()
o3.get_xy(x, y);
cout << "(o1+o2) X: " << x << ", Y: " << y << "\n";


o3 = o1 - o2
; // subtract two objects
o3.get_xy(x, y);
cout << "(o1-o2) X: " << x << ", Y: " << y << "\n";


o3 = o1
; // assign an object
Chương 5
Quá tải toán tử



141
141
o3.get_xy(x, y);
cout << "(o3=o1) X: " << x << ", Y: " << y << "\n";


return 0;
}
@ Với hàm operator-() thứ tự của các toán hạng là quan trọng. Do A-B sẽ khác B-A
.
Vì chính
toán hạng bên trái tạo ra lời gọi
đối với operator-() nên phép trừ phải
theo thứ tự : x - ob2.x ;

@ Với hàm toán tử gán
+ toán hạng bên trái (nghiã là đối tượng được gán cho một giá trò)
được thay đổi bởi phép toán.
+ hàm operator=() trả về con trỏ this, nghiã là hàm trả về đối tượng
sẽ được gán. Do đó câu lệnh sau cũng hoàn toàn đúng :
o3 = o2 = o1;


•
Có thể quá tải một toán tử đối với một lớp để cho toán hạng bên phải là một
đối
tượng có kiểu đònh sẵn.
Toán tử "+" được quá tải để cộng một giá trò nguyên và
đối tượng coord.

Ví dụ 2.3
// Overload + for ob + int as well as ob + ob.
#include <iostream.h>

class coord {
int x, y; // coordinate values

public:
coord() { x=0; y=0; }
coord(int i, int j) { x=i; y=j; }
void get_xy(int &i, int &j) { i=x; j=y; }
coord operator+(coord ob2); // ob + ob

coord operator+(int i)
; // ob + int
};

// Overload + relative to coord class.
Chöông 5
Quaù taûi toaùn töû



142
142
coord coord::operator+(coord ob2)
{
coord temp;

temp.x = x + ob2.x;
temp.y = y + ob2.y;
return temp;
}
// Overload + for ob + int
coord coord::operator+(int i)
{
coord temp;


temp.x = x
+ i
;
temp.y = y
+ i
;

return temp;
}


int main()
{
coord o1(10, 10), o2(5, 3), o3;
int x, y;

o3 = o1 + o2; // add two objects - this calls operator+(coord)

o3.get_xy(x, y);
cout << "(o1+o2) X: " << x << ", Y: " << y << "\n";


o3 = o1 + 100
; // add object + int - this call operator+(int)

o3.get_xy(x, y);
cout << "(o1+100) X: " << x << ", Y: " << y << "\n";

return 0;

}
Chương 5
Quá tải toán tử



143
143
@ Cần nhớ, khi quá tải một hàm toán tử thành viên để cho một đối tượng có thể
được dùng trong một phép toán có kiểu đònh sẵn, thì
kiểu đònh sẵn phải ở bên phải
của toán tử. Bởi vì chính đối tượng bên trái tạo ra lời gọi cho hàm toán tử.

Điều gì xảy ra cho câu lệnh này ?

o3 = 100 + o1; // int + ob

•
Có thể dùng
tham số qui chiếu
trong một hàm toán tử

Ví dụ 2.4
// Overload + relative to coord class using references.
coord coord::operator+(coord
&ob2
)
{
coord temp;


temp.x = x + ob2.x;
temp.y = y + ob2.y;

return temp;
}


@ Các lý do phải dùng tham số qui chiếu trong hàm toán tử :
+ Sự hiệu quả. Do việc truyền điạ chỉ của một đối tượng thường nhanh hơn và
cải thiện năng xuất so với truyền các đối tượng như các tham số cho hàm.

+ Tránh những rắc rối gây ra khi bản sao một toán hạng bò hủy. Tuy nhiên, có thể
đònh nghiã một hàm hủy bản sao để ngăn ngừa vấn đề này trong trường hợp tổng
quát.


Bài tập II

1. Hãy tạo quá tải toán tử "*" và "/" đối với lớp coord. Viết chương trình.

Chương 5
Quá tải toán tử



144
144
2. Tại sao phần dưới đây là cách sử dụng không thích hợp của một toán tử được quá
tải.


coord coord::operator
%
(coord ob)
{
double i;

cout << "Enter a number: ";
cin >> i;
cout << "root of " << i << " is ";
cout << sqr(i);
}
3. Hãy thử thay đổi các kiểu trả về của các hàm toán tử đối với lớp khác lớp coord.
Xem kiểu gì có kết qủa sai ?



III/ Quá tải các toán tử quan hệ và luận lý
Khi quá tải các toán tử quan hệ và luận lý để chúng hoạt động theo cách truyền
thống, sẽ không cần các hàm toán tử trả về một đối tượng của lớp, thay vào đó các
hàm toán tử
trả về một số nguyên để chỉ đúng hay sai
.

•
Quá tải các toán tử "==" và "&&"

Ví dụ 3.1
// Overload the == and && relative to coord class.
#include <iostream.h>


class coord {
int x, y; // coordinate values
public:
coord() { x=0; y=0; }
coord(int i, int j) { x=i; y=j; }

void get_xy(int &i, int &j) { i=x; j=y; }

int operator==(coord ob2)
;
Chương 5
Quá tải toán tử



145
145

int operator&&(coord ob2)
;
};

// Overload the == operator for coord.
int coord::operator==(coord ob2)
{
return x==ob2.x && y==ob2.y;
}

// Overload the && operator for coord.
int coord::operator&&(coord ob2)

{
return (x && ob2.x) && (y && ob2.y);
}
int main()
{
coord o1(10, 10), o2(5, 3), o3(10, 10), o4(0, 0);

if(o1==o2) cout << "o1 same as o2\n";
else cout << "o1 and o2 differ\n";

if(o1==o3) cout << "o1 same as o3\n";
else cout << "o1 and o3 differ\n";

if(o1&&o2) cout << "o1 && o2 is true\n";
else cout << "o1 && o2 is false\n";

if(o1&&o4) cout << "o1 && o4 is true\n";
else cout << "o1 && o4 is false\n";

return 0;
}


Bài tập III

1. Hãy tạo quá tải toán tử "<" và ">" đối với lớp coord. Viết chương trình.