C++基于对象--Class without pointer--complex的简单实现

要注意培养正规的、大气的编程习惯。

 

1、基于对象（Object Based）：面向单一class的设计。

    class有两种经典的分类：

    一种不带有指针

    另一种带有指针

 

2、面向对象（Object Oriented）：面对的是多重classes的设计，classes和classes之间的关系。

    -继承 

    -复合 

    -委托

 

3、推荐书籍

 

 

本文所谈的对象是不带有指针的类（Class without pointer）；

具体的分析了类的组成，重点介绍类方法的设计准则；

主要是内联函数，参数传递，返回值传递，友元函数以及操作符重载在类设计中的使用。

下面的示例程序来自于--侯捷老师的网络课程《C++面向对象高级开发》。

通过程序及注释详细的介绍Class without pointer的设计。

 

complex.h

 

//写在前面
//1.关于内联函数：
//  如果函数在body内定义，这样便成为了inline的候选人。
//  如果在body之外定义，默认不是inline函数。需要在函数的前面加inline关键字。
//  在声明时写不写inline没有影响，建议不写。
//  是否真的成为inline函数，最终由编译器决定。

//2.不带指针的类多半不用自己写析构函数。

//3.参数传递
//  值传递：尽量不要使用值传递，不然会出现大量的拷贝。
//  引用传递：相当于传指针，速度很快。
//  const引用，保证传进去的值不会被修改。

//4.返回值传递
//  尽量传递引用，局部变量不能作为引用返回。

//5.friend友元函数
//  可以直接读取对象内部的私有成员；
//  相同class的各个objects互为friends；
//  友元会破坏类的封装性，不宜多用。


//防卫式声名头文件
#ifndef __MYCOMPLEX__
#define __MYCOMPLEX__

class complex;
complex&
__doapl(complex* ths, const complex& r);
complex&
__doami(complex* ths, const complex& r);
complex&
__doaml(complex* ths, const complex& r);


class complex
{
public:
	//最好使用初始化列表的方式进行初始化，比起在函数体内进行赋值，效率会高。
	complex(double r = 0, double i = 0) : re(r), im(i) { }
	complex& operator += (const complex&);
	complex& operator -= (const complex&);
	complex& operator *= (const complex&);

	//常量成员函数,不改变对象内的数据。
	double real() const { return re; } 
	double imag() const { return im; }

//数据一定放在private里面
private:
	double re, im;

	friend complex& __doapl(complex *, const complex&);
	friend complex& __doami(complex *, const complex&);
	friend complex& __doaml(complex *, const complex&);
};

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);
}

inline complex&
__doami(complex* ths, const complex& r)
{
	ths->re -= r.re;
	ths->im -= r.im;
	return *ths;
}

inline complex&
complex::operator -= (const complex& r)
{
	return __doami(this, r);
}

inline complex&
__doaml(complex* ths, const complex& r)
{
	double f = ths->re * r.re - ths->im * r.im;
	ths->im = ths->re * r.im + ths->im * r.re;
	ths->re = f;
	return *ths;
}

inline complex&
complex::operator *= (const complex& r)
{
	return __doaml(this, r);
}

inline double
imag(const complex& x)
{
	return x.imag();
}

inline double
real(const complex& x)
{
	return x.real();
}

inline complex
operator + (const complex& x, const complex& y)
{
	return complex(real(x) + real(y), imag(x) + imag(y));
}

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));
}

inline complex
operator - (const complex& x, const complex& y)
{
	return complex(real(x) - real(y), imag(x) - imag(y));
}

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));
}

inline complex
operator * (const complex& x, const complex& y)
{
	return complex(real(x) * real(y) - imag(x) * imag(y),
		real(x) * imag(y) + imag(x) * real(y));
}

inline complex
operator * (const complex& x, double y)
{
	return complex(real(x) * y, imag(x) * y);
}

inline complex
operator * (double x, const complex& y)
{
	return complex(x * real(y), x * imag(y));
}

complex
operator / (const complex& x, double y)
{
	return complex(real(x) / y, imag(x) / y);
}

inline complex
operator + (const complex& x)
{
	return x;
}

inline complex
operator - (const complex& x)
{
	return complex(-real(x), -imag(x));
}

inline bool
operator == (const complex& x, const complex& y)
{
	return real(x) == real(y) && imag(x) == imag(y);
}

inline bool
operator == (const complex& x, double y)
{
	return real(x) == y && imag(x) == 0;
}

inline bool
operator == (double x, const complex& y)
{
	return x == real(y) && imag(y) == 0;
}

inline bool
operator != (const complex& x, const complex& y)
{
	return real(x) != real(y) || imag(x) != imag(y);
}

inline bool
operator != (const complex& x, double y)
{
	return real(x) != y || imag(x) != 0;
}

inline bool
operator != (double x, const complex& y)
{
	return x != real(y) || imag(y) != 0;
}

#include <cmath>

inline complex
polar(double r, double t)
{
	return complex(r * cos(t), r * sin(t));
}

inline complex
conj(const complex& x)
{
	return complex(real(x), -imag(x));
}

inline double
norm(const complex& x)
{
	return real(x) * real(x) + imag(x) * imag(x);
}

#include <iostream>
using namespace std;
ostream&
operator << (ostream& os, const complex& x)
{
	return os << '(' << real(x) << ',' << imag(x) << ')';
}

#endif   //__MYCOMPLEX__

complex-test.cpp

 

#include "complex.h"

int main()
{
	complex c1(2, 1);
	complex c2(4, 0);

	cout << c1 << endl;
	cout << c2 << endl;

	cout << c1 + c2 << endl;
	cout << c1 - c2 << endl;
	cout << c1*c2 << endl;
	cout << c1 / 2 << endl;

	cout << conj(c1) << endl;
	cout << norm(c1) << endl;
	cout << polar(10, 4) << endl;

	cout << (c1 += c2) << endl;

	cout << (c1 == c2) << endl;
	cout << (c1 != c2) << endl;
	cout << +c2 << endl;
	cout << -c2 << endl;

	cout << (c2 - 2) << endl;
	cout << (5 + c2) << endl;

	return 0;
}