经验分享从C到C++（三）

C++技术固然是很时髦的，许多C用户都想在尽可能短的时间内为自己贴上C++的标签。介绍C++的书很多，但只有那些已经侥幸入门的用户才偶尔去翻翻，仍有不少在C++门口徘徊的流浪汉。

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本文只针对C用户，最好是一位很不错的老用户（譬如他在遇到最简单的问题时都尝试着使用指针），通过一些C和更好的C++（本文用的是Borland C++3.1版本）例程介绍有关C++的一些知识，让读者朋友们“浅入深出”，轻轻松松C to C++！

4.函数模数（function template）

前面讨论的重载机制用来实现求和操作并不受欢迎，这仿佛还不是C++的风格，例如用户需要求两个其它类型（如字符型）对象的和：Add （'a' ‘b’）；它必须再为之准备一个版本，尽管其名字和代码还是那副样子：

 
   
  char Add (char a char b)    
  {    
  return a + b;    
  }

这样无聊的工作会让灰心的用户开始怀念起古老的“宏”。然而，更先进的东西一一模板，却可以很方便地解决以上问题：

 
   
  template     
  TYPE Add (TYPE a TYPE b)    
  {    
  return a + b;    
  };

作为模板参数表示了数据类型。在实际的调用中，编译程序根据实际使用的数据类型产生相应的函数。如：

 
   
  int i=Add(1 2); //int Add(int int)    
  float f=Add(1.0 2.0); //float Add(float float)

将得到编译器正确的解释。但以下的使用：

 
   
  int i=Add('A' 0. 0l);    
  //error: Could not find a match for 'Add(char double)'

所当然地会遭到编译器的拒绝。

以上建立起来的Add）函数模板可以覆盖前面所有的Add（）函数，但再来看看以下语句：

 
   
  struct COMPLEX {float r; float i;};    
  typedef struct COMPLEX complex;    
  complex c1 c2;    
  complex c=Add(cl c2);

同理，编译器根据Add （）模板定制成：

 
   
  c=（c1 +c2 }；

这样的结果是没有定义的，计算机很容易对两个复数的加法不知所措而大发牢骚：

Error： Illegal structure operation

既然计算机不喜欢这个作品，没关系，我们为它再做一个函数就是了：

 
   
  complex Add(complex c1 complex c2)    
  {    
  complex c;    
  c. r=c1. r+c2. r;    
  c. i=c1. i+ c2. i;    
  return c;    
  }

这个函数用以正确地作复数求和。奇怪得很，函数名居然还可以取为Add，而不用担心任何冲突。对这种情形也有很好的说法，C++称之为“函数模板重置”。

在调用形式上，函数模板很类似于宏，但它同时具有类型检查。更普遍的，模板也可以应用于类中。

至此，对抗#define之战已快接近尾声，然而这似乎永远不得结束。宏就是宏，它总有它的优点，譬如它可节省对象空间，你无法阻止有些C++用户仍喜爱它。

5.操作符重载（operator overload）

我还要声明的是，前面定义的Add（）函数，特别是为complex定做的那个，仍然是值得鄙弃的。它们虽然都能正常工作，但仍不是C++常用的风格。既然是求和，我们会更倾向于表达方式“complex c = c1 +c2；”而不是“complex c =Add（cl c2）；”。

操作符‘+’的使用要比Add （）函数的调用让人舒服得多。C++中你完全可以摒弃所谓的“模板重置”，而直接对操作符‘+’进行重载：

 
   
  complex operator+(complex c1 complex c2)    
  {    
  complex c;    
  c.r=cl.r+c2. r;    
  c. i=cl.i+c2. i;    
  }

这样当出现。c1+ c2的形式时，表达式就会被赋予正当的含义。以下分述一些常见操作符的重载：

（1）单目操作符的重载：

设@为一个单目运算符，则@x和x@都被解释成operator @（x）。

瞧，这不就是函数调用的形式了吗？其中operator是C++的关键字。例如语句y=——x；将被译作y = operator——（x）；下面是一个求复数相反数的例子：

 
   
  //test11. cpp    
  #include     
  #include "complex.h"    
  complex operator - (complex c)    
  {    
  c.r = -c.r;    
  c.i = -c.i;    
  return c;    
  }    
  void main()    
  {    
  complex c={1.0 2.0};    
  c= -c;    
  cout<<"c=(" <  
  
}

假设complex的结构声明包含在complex. h头文件中，testl l将产生如下输出:

 
   
  c=(-1-2i)    
  '++'和'--'亦可进行重载:    
  complex operator++(complex& c);    
  complex operator-一(complex& c);    
  complex c;    
  c++;    
  --c;

‘++’和’--’是一对怪东西，它们既可以作前缀，又可以作后缀。不过，以下形式的定义只适用于‘++’和’--’的后缀用法:

 
   
  complex operator++(complex&c int);    
  complex operator--(complex&c int);    
  complex c;    
  c++;//ok    
  ++c; //error. Illegal structure operation    
  c++(0); //error: Call of nonfunction

注意:其中操作int参数仅作为标志使用，而无其它含义。

(2)双目操作符的重载

设@为一个双目操作符，x@ y被解释成:operator@(x y)

例如语句:

 
   
  z=x+y;

被译为

 
   
  z=operator+(x y);

毋需多言，前面的complex operator + (complex c1 complex c2)就是个很好的例子。

(3)new delete的重载

new delete也可以被重载(别看它们那样神秘)，它们通常采取的声明形式如下:

 
   
  void*operator new (size_t size);    
  void operator delete (void*p);

其中size t是一个与实现有关的unsigned int类型。以下是它们的使用:

 
   
  int*ip=new int;    
  delete ip;

当使用new分配一个TYPE类型的对象空间时，sizeof (TYPE)将作为第一参数引起new (size_t)函数的调用，如上new语句将被译作:

 
   
  ip=operator new (sizeof(int));

以下是重载的例子:

 
   
  //test12.cpp    
  #include     
  #include     
  #include "complex.h"    
  static void * operator new (size_t size)    
  {    
  cout << size << " byte(s) allocated! \n";    
  return malloc(size);    
  }    
  static void operator delete (void *p)    
  {    
  free(p);    
  cout<<"memory block returned! \n";    
  }    
  void main()    
  {    
  int *ip = new int(10);    
  complex *cp = new complex;    
  float * fp = new float[10];    
  delete [] fp;    
  delete cp;    
  delete ip;    
  }

输出结果：

 
   
  4 byte(s) allocated!    
  8 byte(s) allocated!    
  40 byte(s) allocated!    
  memory block returned!    
  memory block returned!    
  memory block returned!

在这例子中，malloc（）与free（）被重新拾起，替代了new delete的功能。同时，new （） delete（）函数声明为static类型，以防止它们的重载对其它文件产生副作用。在未重载new、delete之前，系统会使用缺省的那一份new delete版本。

操作符重载是一张最令你自豪的Ace，但必须记住它仍具有以下限制：①操作符重载要求操作对象至少有一个是类对象（类只是结构的一个广义概念）。我曾经做过以下的尝试：

 
   
  //error: 'operator+(char*char*)’ must he a member function or have a parameter of class type    
  char*operator+(char*s1 char* s2)    
  {    
  return strcat(sl s2);    
  }

但后来编译器证明了这种对基本数据类型的多情是愚蠢的。

②不可以构造新操作符，也不能改变操作符操作参数的数目，不能改变操作符的优先级。

③操作符的含义应尽量忠实于操作符的原义，这不是一条严格的规则，但是一条很好的忠告。譬如，当你将complex的‘！’操作定义成机器重新启动的代码，虽然C++没有理由阻拦你，但这样不好。

到这，本系列就给大家介绍完了。希望能够对你有帮助。

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