标签：nRow CMatrix int 实验 pData C++ nCol operator 程序设计
目录
一、类和对象
1、类的定义：
在C++中, 用 "类" 来描述 "对象"，所谓的"对象"是指现实世界中的一切事物。那么类就可以看做是对相似事物的抽象，找到这些不同事物间的共同点，如自行车和汽车，首先他们都属于"对象"， 并且具有一定得相同点，和一些不同点, 相同点如他们都有质量、都有轮子, 都是属于交通工具等。"都有质量"、"两个轮子"属于这个对象的属性, 而"都能够当做交通工具"属于该对象具有的行为, 也称方法。
在面向对象的程序设计语言中，程序模块是类构成的。类是对逻辑上相关的函数与数据的封装，它是对问题的抽象描述。以我们平常熟知的矩阵为例，矩阵属于对象，要定义一个矩阵类，矩阵需要横坐标和纵坐标，以及矩阵内的值。
用C++语言定义一个矩阵类，如下所示：
// 举一个例子
class CMatrix{
public:
void Set(int nRow, int nCol, double dVale); #set方法，修改矩阵
void Show(); #get方法，输出展示矩阵
private:
int m_nRow; #行，横坐标
int m_nCol; #列，纵坐标
double *m_pData; #矩阵数据值
};这里，封装了矩阵的数据和行为，分别是称为CMatrix类的数据成员和函数成员。public是公有类型，private是私有类型，除了这两个之外，还有protected保护类型。
- public公有类型：公有类型成员定义了类的外部接口。共有成员用public关键字声明，在类外只能访问类的公有成员。对于类，从外部只能调用set()和show()这里两个公共类型的函数成员来改变或观察矩阵。
- private私有类型：private后面声明的就是类的私有成员。如果私有成员紧接着类名称，则关键字可以省略。私有成员只能被本类的成员函数访问，来自类外部的任何访问都是非法的。对于CMatrix类，m_nRow、m_nCol、m_pData都是私有成员。
- protected保护类型：保护类型成员的性质和私有成员性质相似，其差别在于继承过程中对产生的新类影响不同。
2、对象
①声明对象
如下声明了一个矩阵类型的对象myMatrix：
// 类名 对象名;
CMatrix myMatrix;②访问对象成员
// 对象名.数据成员名
myMatrix.show();3、完整定义矩阵类
class CMatrix{
public:
CMatrix();
CMatrix(int nRow, int nCol, double *pData = NULL);
CMatrix(const CMatrix& m);
CMatrix(const char * strPath);
~CMatrix();
bool Create(int nRow, int nCol, double *pData = NULL);
void Set(int nRow, int nCol, double dVale);
void release();
CMatrix& operator+(const CMatrix& m);
CMatrix& operator-(const CMatrix& m);
CMatrix& operator+=(const CMatrix& m);
CMatrix& operator-=(const CMatrix& m);
CMatrix& operator=(const CMatrix& m);
double& operator[](int nIndex){
return m_pData[nIndex];
}
double& operator()(int nRow,int nCol){
return m_pData[nRow*nCol + nCol];
}
bool operator ==(const CMatrix& m);
bool operator !=(const CMatrix& m);
bool operator >(const CMatrix& m);
bool operator <(const CMatrix& m);
operator double();
friend istream& operator>>(istream& is,CMatrix& m);//全局函数
friend ostream& operator<<(ostream& os,const CMatrix& m);
private:
int m_nRow;
int m_nCol;
double *m_pData;
};
CMatrix operator+(const CMatrix& m1,const CMatrix& m2);
inline void CMatrix::Set(int nRow, int nCol, double dVale){
m_pData[nRow*m_nCol + nCol] = dVale;
}二、构造函数
1、默认构造函数：不带参数的构造函数
// 方法一
CMatrix::CMatrix():m_nRow(0),m_nCol(0),m_pData(NULL){}
// 方法二
CMatrix::CMatrix(){
m_nRow = 0;
m_nCol = 0;
*m_pData = NULL;
}2、委托构造函数：带行、列及数据指针等参数的构造函数,并且参数带默认值
// 方法一
CMatrix::CMatrix(int nRow, int nCol, double *pData):m_pData(NULL){
m_nRow = nRow;
m_nCol = nCol;
memcpy(m_pData,pData,nRow*nCol*sizeof(double));
}
// 方法二
CMatrix::CMatrix(int nRow, int nCol, double *pData):m_pData(NULL){
Create(nRow, nCol, pData);
}3、带文件路径参数的构造函数
CMatrix::CMatrix(const char * strPath){
m_pData = NULL;
m_nRow = m_nCol = 0;
ifstream cin(strPath);
cin >> *this;
}4、拷贝构造函数
// 方法一
CMatrix::CMatrix(const CMatrix& m):CMatrix(m.m_nRow, m.m_nCol, m.m_pData){
m_nRow = m.m_nRow;
m_nCol = m.m_nCol;
memcpy(m_pData,m.m_pData,m.m_nRow*m.m_nCol*sizeof(double));
}
// 方法二
CMatrix::CMatrix(const CMatrix& m):CMatrix(m.m_nRow, m.m_nCol, m.m_pData){
m.m_pData = NULL;
*this = m;
}5、列表初始化成员变量：CMatrix(): m_nRow(0), m_nCol(0), m_pData(NULL)
CMatrix::CMatrix():m_nRow(0), m_nCol(0), m_pData(NULL){}
6、bool Create(int nRow, int nCol, double *pData=NULL): 先删除原有空间，根据传入行列创建空间，如果pData不为空要将pData的内容拷贝到m_pData中
// 创建数据函数
bool CMatrix::Create(int nRow, int nCol, double *pData){
release();
m_nRow = nRow;
m_nCol = nCol;
m_pData = new double[nRow*nCol];
if(pData != NULL and m_pData != NULL){ //m_pData不为空，即分配了空间内存
memcpy(m_pData,pData,nRow*nCol*sizeof(double));
return true;
}
return false;
}三、析构函数
与构造函数相反，当对象结束其生命周期，如对象所在的函数已调用完毕时，系统会自动执行析构函数。以C++语言为例：析构函数名也应与类名相同，只是在函数名前面加一个位取反符~，例如~stud( )，以区别于构造函数。它不能带任何参数，也没有返回值（包括void类型）。只能有一个析构函数，不能重载。如果用户没有编写析构函数，编译系统会自动生成一个缺省的析构函数（即使自定义了析构函数，编译器也总是会为我们合成一个析构函数，并且如果自定义了析构函数，编译器在执行时会先调用自定义的析构函数再调用合成的析构函数），它也不进行任何操作。所以许多简单的类中没有用显式的析构函数。
1、Release(): 将内存释放，并将行列设置为0
// 空间释放函数
void CMatrix::release(){
if(m_pData){
delete []m_pData;
m_pData = NULL;
}
m_nRow = m_nCol = 0;
}
2、~CMatrix(): 定义析构函数，调用release()
CMatrix::~CMatrix(){
release();
}四、运算符重载
1、算术运算符重载：+, -, +=, -=
// + 算术运算符重载：带一个参数
CMatrix& CMatrix::operator+(const CMatrix& m){
assert(m_nRow==m.m_nRow && m_nCol==m.m_nCol);
for(int i = 1;i < m_nRow*m_nCol; i++){
m_pData[i] += m.m_pData[i];
}
return *this;
}
// + 算术运算符重载：两个参数
CMatrix operator+(const CMatrix& m1,const CMatrix& m2){
CMatrix m3(m1);
m3 += m2;
return m3;
}
// - 算术运算符重载
CMatrix& CMatrix::operator-(const CMatrix& m){
assert(m_nRow==m.m_nRow && m_nCol==m.m_nCol);
for(int i = 1;i < m_nRow*m_nCol; i++){
m_pData[i] -= m.m_pData[i];
}
return *this;
}
// += 算术运算符重载
CMatrix& CMatrix::operator+=(const CMatrix& m){
assert(m_nRow==m.m_nRow && m_nCol==m.m_nCol);
for(int i = 1;i < m_nRow*m_nCol; i++){
m_pData[i] += m.m_pData[i];
}
return *this;
}
// -= 算术运算符重载
CMatrix& CMatrix::operator-=(const CMatrix& m){
assert(m_nRow==m.m_nRow && m_nCol==m.m_nCol);
for(int i = 1;i < m_nRow*m_nCol; i++){
m_pData[i] -= m.m_pData[i];
}
return *this;
}
2、关系运算符重载：>, <, ==,!=
// == 关系运算符重载
bool CMatrix::operator ==(const CMatrix& m){
if(!(m_nRow==m.m_nRow && m_nCol==m.m_nCol))
return false;
for(int i = 1;i < m_nRow*m_nCol; i++){
if(m_pData[i] != m.m_pData[i])
return false;;
}
return true;
}
// != 关系运算符重载
bool CMatrix::operator !=(const CMatrix& m){
return !(*this == m);
}
// > 关系运算符重载
bool CMatrix::operator >(const CMatrix& m){
assert(m_nRow==m.m_nRow && m_nCol==m.m_nCol);
for(int i = 1;i < m_nRow*m_nCol; i++){
if(m_pData[i] > m.m_pData[i])
return true;;
}
return false;
}
// < 关系运算符重载
bool CMatrix::operator <(const CMatrix& m){
assert(m_nRow==m.m_nRow && m_nCol==m.m_nCol);
for(int i = 1;i < m_nRow*m_nCol; i++){
if(m_pData[i] < m.m_pData[i])
return true;;
}
return false;
}
3、下标操作符：[], ()
// 下标操作符[]
double& operator[](int nIndex){
return m_pData[nIndex];
}
// 下标操作符()
double& operator()(int nRow,int nCol){
return m_pData[nRow*nCol + nCol];
}
4、强制类型转换: double
CMatrix::operator double(){
return *m_pData;
}
5、赋值运算符：=，尤其注意当m1=m1特殊情况的处理
// 若m1 = m1情况，判断地址是否相等，不相等则进行操作
CMatrix& CMatrix::operator=(const CMatrix& m){
if(this != &m)
Create(m.m_nRow, m.m_nCol, m.m_pData);
return *this;
}五、友元函数
类的友元函数是定义在类外部，但有权访问类的所有私有（private）成员和保护（protected）成员。尽管友元函数的原型有在类的定义中出现过，但是友元函数并不是成员函数。友元可以是一个函数，该函数被称为友元函数；友元也可以是一个类，该类被称为友元类，在这种情况下，整个类及其所有成员都是友元。如果要声明函数为一个类的友元，需要在类定义中该函数原型前使用关键字 friend。
在CMatrix类定义友元函数：
friend istream& operator>>(istream& is,CMatrix& m);
friend ostream& operator<<(ostream& os,const CMatrix& m);
1、输入运输符： >>
istream& operator>>(istream& is,CMatrix& m){
is>>m.m_nRow>>m.m_nCol;
m.Create(m.m_nRow,m.m_nRow);
for(int i = 1;i < m.m_nRow*m.m_nCol; i++)
is>>m.m_pData[i];
return is;
}
2、输出运输符：<<
ostream& operator<<(ostream& os,const CMatrix& m){
os<<m.m_nRow<<" "<<m.m_nCol<<endl;
double * pData = m.m_pData;
for(int i=0;i<m.m_nRow;i++){
for(int j = 0; j < m.m_nCol; j++){
os<<*pData++<<" ";
}
os<<endl;
}
return os;
}六、实验结果
1、测试代码
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include "CMatrix.h"
using namespace std;
int main(){
cout<<"对象声明：m1,m2,m3,m4"<<endl;
cout<<"m1 调用默认构造函数：不带参数的构造函数"<<endl;
cout<<"m2 调用委托构造函数：带行列及数据指针等参数的构造函数"<<endl;
cout<<"m3 调用带文件路径参数的构造函数"<<endl;
cout<<"m4 调用拷贝构造函数"<<endl;
double pData[10]={1,2,3,4,5,6,7,8};
CMatrix m1,m2(2,4,pData), m3("d:\\data.txt"),m4(m2);
cout<<"输入m1的数据内容：行 列 数组"<<endl;
cin>>m1;
m2.Set(1,3,10);// 修改m2的值
cout<<"输出m1"<<endl;
cout<<m1<<endl;
cout<<"输出m2"<<endl;
cout<<m2<<endl;
cout<<"输出m3"<<endl;
cout<<m3<<endl;
cout<<"输出m4"<<endl;
cout<<m4<<endl;
cout<<"测试关系运算符重载:= 令m4=m3，输出m4"<<endl;
m4 = m3;
cout<<m4<<endl;
cout<<"测试下标操作符:[] ，输出m4"<<endl;
m4[2]= m4 + 1;
cout<<m4<<endl;
if(m4==m3){
cout<<"Error !"<<endl;
}
cout<<"测试关系运算符重载:+= 令m4+=m3，输出m4"<<endl;
m4 += m3;
cout<<m4<<endl;
cout<<"sum of m4 = "<<(double)m4<<endl;
return 0;
}2、测试结果
七、实验总结
本次实验，实践了C++类与对象，学习使用了默认构造函数、委托构造函数、带文件路径参数的构造函数、拷贝构造函数、析构函数、友元函数以及运算符重载。我觉得最有收获的就是运算符重载，学习到了方法的重载，如果不是老师的讲解，我可能也不会知道，原来这些基本的运算法也可以根据自己写的对象来进行调整设计，重载方法。因为之前学过Java的关系，所以能够理解类和对象，没有什么学习困难，实验过程很顺利！
标签：nRow,CMatrix,int,实验,pData,C++,nCol,operator,程序设计 来源： https://blog.csdn.net/DreamWendy/article/details/120566087
本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享； 2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除； 5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。