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C++类设计1(Class without pointer members)

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class complex{
    public:
        complex (double r = 0, double i = 0):re(r), im(i){} //inline
        complex& operator += {const complex&};          
        double real() const{return re;}   //inline
        double imag() const{return im;}  //inline
    private:
        double re,im;
        friend complex& _doap1 (complex*, const complex); 
}; 
inline double imag(const complex& x){          //inline
        return x.imag();        
}                
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3.访问级别

private: 数据部分,封装,不被外界(class外)访问。

public: 可以被外界访问(class外)的。

定义时不一定集中在两段,可以根据实际情况交替使用两个关键字。

 

4 构造函数(ctor)

创建对象是调用构造函数,函数名与类名相同,无返回值类型。

下述三种创建对象方式均调用构造函数

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class complex{
    public:
        complex (double r = 0, double i = 0):re(r), im(i) {} //可以带参数,参数可以有默认值,即未指明时使用默认值
                                                             //初始化列表 : re(r),im(i) 能使用初始化列表时尽量使用
        complex& operator += {const complex&};
        double real() const{return re;}
        double imag() const{return im;}
    private:
        double re,im;
        friend complex& _doap1 (complex*, const complex); 
}; 

{
    complex c1(2,1);            //三种方式均调用构造函数
    complex c2;
    complex *p = new complex(4);
    ... 
}
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4.2 构造函数在private 区域

不能被外界调动,例如在单例模式中使用

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class A{
public:
    static A& getInstance();  //静态类型变量
    setup(){}
private:
    A();       //构造函数在private区域
    A(const A& ths);
    ...     
}; 
A& A::getInstance(){
    static A a;
    return a; 
}

A::getInstance().setup();  //使用时利用类的getInstace()函数
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5 重载(overloading)

同名函数可以存在,判断是否可以重载即判定编译器是否能区分两种函数使用。

double real() const {return re;}
void real(double r) {re = r;}    //正确重载
complex(double r= 0, double i = 0): re(r),im(i) {};
complex() : re(r), im(i){};  // 错误,编译器无法判断, 如: complex c1; 不知道调用哪个。

 

6 const member functions

注意const functions中 const 的位置: 函数名之后,函数体之前

double real() const{return re;}
double imag() const{return im;}
//不改变数据内容,则一定要加const,否则可能引起错误,如:
//外界调用该函数时 使用:const complex c1(1,2);  
//声明常对象,常对象不可调用非常成员函数,出现错误

 

7 pass by value or pass by reference (to const)

传值会造成开销较大(基本类型可以传值),能传引用时尽量传递引用(开销仅4bytes)。

如果不想给予对方修改权限,则使用const关键字 如 const complex& 为常见形式。

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class complex{
    public:
        complex (double r = 0, double i = 0):re(r), im(i){}   //pass by value 
        complex& operator += {const complex&};                //pass by reference
        double real() const{return re;}
        double imag() const{return im;}
    private:
        double re,im;
        friend complex& _doap1 (complex*, const complex&);    //pass by reference
}; 
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8 return by value or return by reference

尽量传递引用,不可以情况参考后 8.1 和临时变量章节

complex& operator += {const complex&};
friend complex& __doapl (complex*, const complex&);

 

8.1 什么时候可以return by reference

函数运算返回结果

1)必须在函数内新创建对象,不能返回reference,因为函数结束时,对象消亡,引用指向的本体已经不在。

2)当返回结果是已经存在的对象,可以返回引用,常见情况this指针

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inline complex&
__doapl(complex* ths, const complex& r)
{
    ths->re += r.re;
    ths->im += r.im;
    return *ths;
}
inline complex&
complex::operator += (const complex& r)
{
    return __doapl (this, r);
}
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8.2 pass/ return by reference 语法分析

传递者无需知道接收端以何种形式进行接收;

如下例,返回传递仅需传递原值,接收者自己决定接收引用或接受值(调用拷贝构造)。

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inline complex&
__doapl(complex* ths, const complex& r)
{
    ths->re += r.re;
    ths->im += r.im;
    return *ths;                   
}
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9. 友元(friend)

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friend complex& __doapl (complex*, const complex&);

inline complex&
_doap1 (complex* ths, const complex& r){
    ths->re += r.re;                       //自由取得friend的private变量,但破坏封装
    ths->im +=r.im;
    return *ths;
}
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9.1 相同类(class)的各个对象(objects)之间互为友元

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class complex{
public:
    complex (double r = 0, double i = 0):re(r),im(i){
    }
    int func(const complex& param){
        return param.re + param.im;
    }                                     //直接拿param私有变量,可以用相同类的各个对象之间互为友元解释
private:
    double re, im;
};
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10. 运算符重载1 ,成员函数(operator overloading)

二元操作符被编译器看待的形式:(注意是看待形式,this存在可以使用,但参数列表中this不可写出)this指向调用者

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实际代码如下:

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inline complex&
__doapl(complex* ths, const complex& r)
{
    ths->re += r.re;
    ths->im += r.im;
    return *ths;
}
inline complex&
complex::operator += (const complex& r)              //operator += 在程序员使用时可能采用c1 += c2 += c3形式
                               // 故需要返回complex&类型,不能是void, 类似还有重载cout返回类型
{
    return __doapl (this, r)
}
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11. 运算符重载2 非成员函数(无this指针)

全局函数,无this指针.

例如此复数类,重载加减等符号时,存在复数加减实数情况,故不宜使用成员函数。

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inline complex
operator + (const complex& x, const complex& y)
{
    return complex (real (x) + real (y),
            imag (x) + imag (y));                       //返回的是函数内临时变量(local object),函数结束后消亡,故不可使用return by reference 
}
inline complex
operator + (const complex& x, double y)
{
    return complex (real (x) + y, imag (x));
}

inline complex
operator + (double x, const complex& y)
{
    return complex (x + real (y), imag (y));
}
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流操作符重载:

#include
ostream& 
operator << (ostream& os, const complex&){     //两个参数为 << 左边和右边,如 cout << c1; cout类型为ostream,
    return os << ‘(‘ << real(x) << ‘,‘
              << imag(x) << ‘)‘;
}

 

12 complex 类完整代码 与测试代码

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