运算符重载和STL

一, 运算符重载

1，重载运算符的限制：

重载运算符函数可以对运算符做出新的解释，但原有基本语义不变：

·不改变运算符的优先级

·不改变运算符的结合性

·不改变运算符所需要的操作数

·不能创建新的运算符

2、重载运算符的具体格式

class X {

//…

返回类型 operator运算符(形参表);

//…

}

在类外定义成员运算符函数的格式如下:

返回类型 X::operator运算符(形参表)

{

函数体

}

下面的实例中，同名函数 print() 被用于输出不同的数据类型：

#include<iostream>

using namespace std;

class printData

{

public:

void print(int i)

{cout<<"整数为:"<<i<<endl;}

void print(double f)

{cout<<"浮点数为:"<<f<<endl;}

void print(string c)

{cout<<"字符串为"<<c<<endl;}

};

int main(void)

{

printData pd;

//输出整数

pd.print(5);

//输出浮点数

pd.print(500.263);

//输出字符串

pd.print("Hello C++");

return 0;

}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

整数为：5

浮点数为：500.263

字符串为：Hello C++

3、用成员或友元函数重载运算符

·一元运算符：

Object op 或 op Object

重载为成员函数，解释为：

Object . operator op ()

操作数由对象Object通过this指针隐含传递

重载为友元函数，解释为：

operator op (Object)

操作数由参数表的参数Object提供

·二元运算符：

ObjectL op ObjectR

重载为成员函数，解释为：

ObjectL . operator op ( ObjectR )

左操作数由ObjectL通过this指针传递,右操作数由参数ObjectR传递

重载为友元函数，解释为：

operator op ( ObjectL, ObjectR )

左右操作数都由参数传递

4、【】（）的使用

【】运算符用于访问数据对象的元素

重载格式类型类::operator[] ( 类型) ；

（）运算符用于函数调用

重载格式类型类:: operator() ( 参数表 ) ；

几种特殊情况：

（1）运算符【】和（）是二元运算符，只能用成员函数重载，不能用友元函数重载。

（2）重载输出（输入）运算符只能用友元函数重载。

5、重载流插入和流提取运算符

（1）istream 和 ostream 是 C++ 的预定义流类
（2）cin 是 istream 的对象，cout 是 ostream 的对象
（3）运算符 << 由ostream 重载为插入操作，用于输出基本类型数据
（4）运算符 >> 由 istream 重载为提取操作，用于输入基本类型数据

（5）用友元函数重载 << 和 >> ，输出和输入用户自定义的数据类型

例：

istream& operator>>(istream& in，class_name& obj)    
    {    
            in>>obj.item1;    
            in>>obj.item2;    
            . . .    
            in>>obj.itemn;    
            return in;    
    }

ostream& operator<<(ostream& out，class_name& obj)  
    {  
          out<<obj.item1;  
          out<<obj.item2;  
          .. .  
          out<<obj.itemn;  
          return out;  
    }

STL

一、简介

·STL是C++标准程序库的核心，深刻影响了标准程序库的整体结构。

·STL由一些可适应不同需求的集合类（collection class），以及在这些数据集合上操作的算法（algorithm）构成

·STL内的所有组件都由模板（template）构成，其元素可以是任意类型。

·STL是所有C++编译器和所有操作系统平台都支持的一种库。

二、组件

容器（Container）－管理某类对象的集合

迭代器（Iterator）－在对象集合上进行遍历

算法（Algorithm）－处理集合内的元素

容器适配器（container adaptor）

函数对象(functor)

三、容器类别

序列式容器－排列次序取决于插入时机和位置

关联式容器－排列顺序取决于特定准则

四、STL容器的共同能力

所有容器中存放的都是值而非引用。如果希望存放的不是副本，容器元素只能是指针。

所有元素都形成一个次序（order），可以按相同的次序一次或多次遍历每个元素

五、STL容器元素的条件

必须能够通过拷贝构造函数进行复制

必须可以通过赋值运算符完成赋值操作

必须可以通过析构函数完称销毁动作

序列式容器元素的默认构造函数必须可用

某些动作必须定义operator ==，例如搜寻操作

关联式容器必须定义出排序准则，默认情况是重载operator <

vector

vector模拟动态数组

vector的元素可以是任意类型T，但必须具备赋值和拷贝能力（具有public拷贝构造函数和重载的赋值操作符）

必须包含的头文件#include <vector>

vector支持随机存取

vector的大小（size）和容量（capacity）

size返回实际元素个数，

capacity返回vector能容纳的元素最大数量。如果插入元素时，元素个数超过capacity，需要重新配置内部存储器

例：

vec.begin()//指向迭代器中第一个元素。       
vec.end()//指向迭代器中末端元素的下一个，指向一个不存在元素。              
vec.push_back(elem)     //在尾部加入一个数据。      
vec.pop_back()          //删除最后一个数据。      
vec.capacity()  //vector可用空间的大小。      
vec.size()//返回容器中数据个数。      
vec.empty() //判断容器是否为空。      
vec.front()     //传回第一个数据。      
vec.back()  //传回最后一个数据，不检查这个数据是否存在。      
vec.at(index)   //传回索引idx所指的数据，如果idx越界，抛出out_of_range。      
vec.clear() //移除容器中所有数据。      
vec.erase(iterator) //删除pos位置的数据，传回下一个数据的位置。      
vec.erase(begin,end)    //删除[beg,end)区间的数据，传回下一个数据的位置。注意：begin和end为iterator      
vec.insert(position,elem)   //在pos位置插入一个elem拷贝，传回新数据位置。      
vec.insert(position,n,elem) //在pos位置插入n个elem数据，无返回值。      
vec.insert(position,begin,end)  //在pos位置插入在[beg,end)区间的数据，无返回值。

map

使用平衡二叉树管理元素

元素包含两部分(key,value)，key和value可以是任意类型

必须包含的头文件#include <map>

根据元素的key自动对元素排序，因此根据元素的key进行定位很快，但根据元素的value定位很慢

不能直接改变元素的key，可以通过operator[]直接存取元素值

map中不允许key相同的元素，multimap允许key相同的元素

set

使用平衡二叉树管理元素

集合(Set)是一种包含已排序对象的关联容器。

必须包含的头文件#include <set>

map容器是键-值对的集合，好比以人名为键的地址和电话号码。相反地，set容器只是单纯的键的集合。当我们想知道某位用户是否存在时，使用set容器是最合适的。

set中不允许key相同的元素，multiset允许key相同的元素

学习心得：

重载运算符的存在实现了c++某些函数功能的合并，使得程序的编写和运行更加有效率，伴随着的是难度的提升，需要更多的课下时间来加以练习