Pearson Education Slide 1. Pearson Education Slide 2 Cap í tulo 8 Criado por Frederick H. Colclough, Colorado Technical University Sobrecarga de Operador,

Apresentação em tema: "Pearson Education Slide 1. Pearson Education Slide 2 Cap í tulo 8 Criado por Frederick H. Colclough, Colorado Technical University Sobrecarga de Operador,"— Transcrição da apresentação:

1 Pearson Education Slide 1

2 Pearson Education Slide 2 Cap í tulo 8 Criado por Frederick H. Colclough, Colorado Technical University Sobrecarga de Operador, Amigos, e Referências

3 Pearson Education Slide 3 Objetivos do Estudo Fundamentos da Sobrecarga de Operador Operadores unários Como funções-membro Amigos e Conversão de Tipo Automática Funções Amigas e classes amigas Construtores para Conversão de Tipo Automática Referêcias e mais sobrecarga > Operadores: =, [ ], ++, --

4 Pearson Education Slide 4 Introdução à sobrecarga de operador Operadores +, -, %, ==, etc. Nada além de funções! Simplesmente chamadas com uma sintaxe diferente: x + 7 + é um operador binário; x e 7 são operandos Nós apreciamos esta sintaxe como humanos Pense nela como: +(x, 7) + é o nome da função x, 7 são os argumentos A função + retorna a soma de seus argumentos

5 Pearson Education Slide 5 Perspectiva da Sobrecarga de Operador Operadores predefinidos Ex.: +, -, =, %, ==, /, * Funcionam para os tipos predefinidos do C++ No padrão de notação binária Nós podemos sobrecarregá-los! Para funcionar com NOSSOS tipos! Para adicionar Tipos Caractere, ou Tipos Dinheiro Apropriados às nossas necessidades Na sintaxe mais confortável para nós

6 Pearson Education Slide 6 Fundamentos da Sobrecarga Sobrecarregando Operadores MUITO parecido com sobrecarregar funções O próprio operador é o nome da função Exemplo de Declaração: const Dinheiro operator +(const Dinheiro& quantia1, const Dinheiro& quantia2); Sobrecarrega + para operandos de tipo Dinheiro Usa parâmetro de referência constante para aumentar a eficiência Valor retornado é do tipo Dinheiro Permite a adição de objetos Dinheiro

7 Pearson Education Slide 7 + Sobrecarregado Dado o exemplo anterior: Note: + sobrecarregado NÃO é uma função-membro A definição é mais complicada que a simples soma Questão da Adição de tipo Dinheiro Precisa manusear valores negativos/positivos Definições de Sobrecarga de Operador são geralmente muito simples Executa a simples adição particular ao seu tipo

8 Pearson Education Slide 8 Dinheiro + Definição Definição do operator + para a classe Dinheiro : Painel 8.1 páginas 209-210

9 Pearson Education Slide 9 ==Sobrecarregado Operador de igualdade, == Usado na comparação de objetos Dinheiro Declaração: bool operator ==(const Dinheiro& quantia1, const Dinheiro& quantia2); Retorna um tipo booleano para a igualdade Novamente, ele não é uma função-membro (Como a sobrecarga de +)

10 Pearson Education Slide 10 == Sobrecarregado para classe Dinheiro Definição do Operator == para a classe Dinheiro: Painel 8.1 página 210

11 Pearson Education Slide 11 Construtores Retornando Objetos Construtor: uma função void? Nós pensamos dessa maneira, mas não é! Uma função especial Com Propriedades Especiais PODE retornar um valor! Lembre-se do comando return na sobrecarga de + para o tipo Dinheiro: return Dinheiro(finalReais, finalCentavos); Retorna uma invocação da classe Dinheiro! Assim, o construtor na verdade retorna um objeto! Chamado de objeto anônimo

12 Pearson Education Slide 12 Retornando um Valor Const Considere a sobrecarga do operador + novamente: const Dinheiro operator +(const Dinheiro& quantia1, const Dinheiro& quantia2); Retorna um objeto constante? Por que? Considere o impacto de retornar um objeto não-const para ver…

13 Pearson Education Slide 13 Retornando um Valor não-const Considere nenhum const na declaração: Dinheiro operator +(const Dinheiro& quantia1, const Dinheiro& quantia2); Considere a expressão que chama: m1 + m2 Onde m1 e m2 são objetos Dinheiro O objeto retornado é um objeto Dinheiro Nós podemos fazer coisas com objetos! Como chamar funções-membro…

14 Pearson Education Slide 14 O que fazer com Objetos Não-const Podemos chamar funções-membro : Poderíamos invocar funções-membro no objeto retornado pela expressão m1+m2: (m1+m2).saida(); //Válido, correto? Sem problemas: não modifica nada (m1+m2).input(); //Válido! PROBLEMA! //Válido, mas MODIFICA! Permite a modificação do objeto anônimo ! Não podemos permitir isso aqui! Então nós definimos o objeto com const

15 Pearson Education Slide 15 Sobrecarregando Operadores Unários C++ tem operadores unários: Requer somente um operando ex.: - (negação) x = -y; // coloca x igual ao negativo de y Outros operadores unários: ++, -- Operadores unários também podem ser sobrecarregados

16 Pearson Education Slide 16 Sobrecarga de - para classe Dinheiro Declaração da função - sobrecarregada Colocada fora da definição da classe: const Dinheiro operator –(const Dinheiro& quantia); Observe: somente um argumento Uma vez que temos somente 1 operando (unário) O operador - é sobrecarregado duplamente! Para dois operandos/argumentos (binário) Para um operando/argumento (unário) Devem existir definições para ambos

17 Pearson Education Slide 17 Definição de - Sobrecarregado Definição da função - sobrecarregada const Dinheiro operator –(const Dinheiro& quantia) { return Dinheiro(-quantia.getReais(), -quantia.getCentavos()); } Aplica o operador unário - ao tipo predefinido A operação é conhecida para tipos predefinidos Retorna um objeto anônimo novamente

18 Pearson Education Slide 18 Utilização de - sobrecarregado Considere: Dinheiro quantia1(10), quantia2(6), quantia3; quantia3 = quantia1 – quantia2; Chama a sobrecarga de - binário quantia3.saida();//Apresenta $4.00 quantia3 = -quantia1; Chama a sobrecarga de - unário quantia3.saida()//Apresenta -$10.00

19 Pearson Education Slide 19 Sobrecarregando com funções-membros Exemplos anteriores: Funções Independentes Definidas fora da classe Podemos sobrecarregar um operador como um operador-membro Considerado função-membro como outras Quando o operador é membro da função: Somente UM parâmetro, não dois! O objeto que faz a chamada serve como o primeiro parâmetro.

20 Pearson Education Slide 20 Operador-membro em Ação Dinheiro custo(1, 50), imposto(0, 15), total; total = custo + imposto; Quando + é sobrecarregado como operador-membro: Variável/objeto custo é o objeto que faz a chamada E imposto é o argumento único de + Pense nisso como: total = custo.+(imposto); Declaração de + na definição da Classe: const Dinheiro operator +(const Dinheiro& quantia); Observe que existe somente um argumento

21 Pearson Education Slide 21 Funções const Quando construir Funções const? Funções constantes não podem alterar membros da classe Objetos constantes SÓ podem chamar funções-membros O bom estilo dita: Qualquer função-membro que NÃO vai alterar dados deveria ser feita const Use a palavra-chave const depois da declaração de função e na definição

22 Pearson Education Slide 22 Sobrecarregando Operadores: Qual método? Programação Orientada a Objetos Príncipios sugerem operadores membros Muitos concordam! Para manter o espírito de OOP Operadores membros são mais eficientes Não precisam chamar funções de acesso e mutantes Pelo menos uma desvantagem importante (Mais adiante neste capítulo…)

23 Pearson Education Slide 23 Sobrecarregando a Aplicação de Funções ( ) Operador de chamada de função ( ) Deve ser sobrecarregado como uma função-membro Permite o uso de objetos classe como função Podemos sobrecarregar para todos os números possíveis de argumentos Exemplo: UmaClasse umObjeto; umObjeto(42);

24 Pearson Education Slide 24 Outras sobrecargas Operadores &&, || e vírgula Versões predefinidas funcionam para o tipo bool Lembre-se: utilizam avaliação de curto-circuito Quando sobrecarregados, não utilizam mais curto-circuito Executam a avaliação completa Contrário do esperado É melhor simplesmente não sobrecarregar esses dois operadores.

25 Pearson Education Slide 25 Funções Amigas Funções não-membros Lembre-se: Elas acessam dados atráves das funções de acesso e mutantes Muito ineficazes (sobreposição de chamadas) Funções Amigas podem acessar diretamente membros de classes privadas Nenhuma sobreposição, mais eficiente Então: é melhor sobrecarregar operadores como amigos!

26 Pearson Education Slide 26 Funções Amigas Funções amigas de uma classe Não é uma função-membro Têm acesso direto aos membros privados Exatamente com funções-membros Use a palavra-chave friend na frente da declaração de função Especificada na definição de classe Mas NÃO são funções-membros!

27 Pearson Education Slide 27 Utilização de Funções-Amigas Sobrecarga do Operador É mais comum o uso de amigos Mais eficiente Evita a necessidade de chamar funções-membros de acesso e mutantes O operador deve ter acesso de qualquer jeito Pode-se também dar acesso total como amigo Qualquer função pode ser amiga

28 Pearson Education Slide 28 Pureza das Funções Amigas Amigos não são puros? O Espírito de OOP dita que todos os operadores e funções devem ser membros Muitos acreditam que amigos violam os princípios de OOP Vantajoso? Para operadores: muito! Permite a conversão de tipos automática Ainda encapsula: amigos estão na definição da classe Melhora a eficiência

29 Pearson Education Slide 29 Classes Amigas Classes completas podem ser amigas da mesma forma que uma função pode ser amiga de uma classe. Exemplo: classe F é amiga da classe C Todas as funções-membros da classe F são amigas de C A recíproca NÃO é verdadeira Amizade é dada, não tomada Sintaxe: friend class F Vai dentro da definição de classe autorizando a classe

30 Pearson Education Slide 30 Referências Referências definidas: Nome de uma posição de armazenamento Semelhante a um ponteiro Exemplo de referência independente: int roberto; int& beto = roberto; beto uma referência à posição de armazenamento de roberto Mudanças feitas em beto afetarão roberto Confuso?

31 Pearson Education Slide 31 Utilização de Referências Aparentemente Perigoso Útil em vários casos: Chamada-por-referência Muitas vezes usadas para implementar esse mecanismo Retornar uma referência Permitirá que se sobrecarreguem certos operadores de um modo mais natural Pense no retorno como um alias(apelido) para a variável

32 Pearson Education Slide 32 Retornando Referências Sintaxe: double& amostraFuncao(double& variavel); double& and double são diferentes Deve estar na declaração e na definição da função O item retornado deve ter uma referência Como uma variável daquele tipo Não pode ser uma expressão como x+5 Não há local na memória para isso

33 Pearson Education Slide 33 Retornando Referência na Definição Exemplo de Definição de Função double& amostraFuncao(double& variavel); { return variavel; } Banal, exemplo inútil Mostra apenas o conceito Uso Principal: Certos operadores sobrecarregados

34 Pearson Education Slide 34 Sobrecarregando >> e << Habilitam a entrada e saída de seus objetos Parecidos com a sobrecarga de outros operadores Novas sutilezas Melhora a legibilidade Como fazem outras sobrecargas de operadores Habilita: cout > meuObjeto; Em vez de necessitar: meuObjeto.saida(); …

35 Pearson Education Slide 35 Sobrecarregando >> Operador de inserção, << Usado com cout Um Operador binário Exemplo: cout << Olá; O Operador é: << 1 o operando é: Objeto predefinido cout Da biblioteca iostream 2 o operando é: A Literal Olá

36 Pearson Education Slide 36 Sobrecarregando >> Operandos de >> Objeto cout, do tipo classe ostream Nosso tipo classe Lembre-se da classe Dinheiro Foi usada a função-membro saida() Seria melhor se nós pudéssemos usar o operador >>: Dinheiro quantia(100); cout << "Eu tenho "; quantia.saida( ); cout << " em minha carteira.\n";

37 Pearson Education Slide 37 Valor de Retorno de >> sobrecarregado Dinheiro quantia(100); cout << quantia; << deveria retornar algum valor Para permitir cascateamento: cout << Eu tenho << quantia; (cout << Eu tenho ) << quantia; Os dois são equivalentes O que retorna? Objeto cout! Retorna seu primeiro argumento, ostream

38 Pearson Education Slide 38 Exemplo de >> Sobrecarregado Painel 8.5 página 227

39 Pearson Education Slide 39 Exemplo de >> Sobrecarregado (cont) Painel 8.5 página 228

40 Pearson Education Slide 40 Exemplo de >> Sobrecarregado (cont) Painel 8.5 página 229

41 Pearson Education Slide 41 Operador de Atribuição, = Deve ser sobrecarregado como operador-membro Automaticamente sobrecarregado Operador de atribuição padrão: Variáveis-membro de um objeto correspondendo à variáveis-membro de outro Padrão OK para classes simples Mas com ponteiros Precisamos escrever o nosso!

42 Pearson Education Slide 42 Incremento e Decremento Cada operador tem duas versões Notação de prefixo: ++x; Notação de sufixo: x++; Precisamos distingüir quando sobrecarregarmos Método de sobrecarga padrão Prefixo Acrescentar 2 o parâmetro de tipo int sufixo Como um marcador para o compilador! Especifica que é permitido o sufixo

43 Pearson Education Slide 43 Sobrecarga do Operador de Vetor, [ ] Podemos sobrecarregar [ ] para uma classe Para serem utilizados com objetos da classe Operador deve retornar uma referência! Operador [ ] deve ser uma função-membro!

44 Pearson Education Slide 44 Sumário 1 Os operadores de C++ podem ser sobrecarregados Para trabalhar com os objetos de suas classes Operadores são como funções Funções amigas têm acesso direto a membros privados Operadores podem ser sobrecarregados como funções-membros O 1 o operando é o objeto que faz a chamada

45 Pearson Education Slide 45 Sumário 2 Funções amigas melhoram somente a eficiência Não necessárias se existem funções de acesso e mutantes suficientes Referem-se à variáveis com um apelido (alias) Pode-se sobrecarregar > Tipo de retorno é uma referência