مقدمة في تحميل العوامل

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة C++ على Coddy — الدرس 40 من 104.

تحميل المعاملات بشكل زائد (Operator overloading) يتيح لك تحديد كيفية تصرف المعاملات مثل +، أو -، أو == عند استخدامها مع فئاتك المخصصة. فبدلاً من استدعاء دوال مثل a.add(b)، يمكنك كتابة الصيغة الأكثر بديهية a + b.

في لغة ++C، تعتبر المعاملات (operators) أساساً دوالاً بأسماء خاصة. ولتحميل معامل بشكل زائد (overload)، تقوم بتعريف دالة باستخدام الكلمة المفتاحية operator متبوعة بالرمز:

class Vector2D {
    double x, y;
    
public:
    Vector2D(double x, double y) : x(x), y(y) {}
    
    // تحميل زائد للمعامل +
    Vector2D operator+(const Vector2D& other) const {
        return Vector2D(x + other.x, y + other.y);
    }
};

الآن يمكنك جمع متجهين بشكل طبيعي:

Vector2D v1(1.0, 2.0);
Vector2D v2(3.0, 4.0);
Vector2D v3 = v1 + v2;    // يستدعي v1.operator+(v2)

لا يمكن تحميل جميع المعاملات بشكل زائد. لا يمكن تحميل معامل تحليل النطاق ::، والوصول إلى الأعضاء .، والمعامل الثلاثي ?:، و sizeof بشكل زائد. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكنك إنشاء معاملات جديدة أو تغيير أسبقية المعامل - سيتم دائمًا تقييم * قبل +.

يمكن تنفيذ المعاملات كدالات عضوة (مثل ما ورد أعلاه) أو كدالات غير عضوة. في الدروس القادمة، ستتعلم متى تستخدم كل نهج وكيفية تحميل فئات معينة من المعاملات بشكل زائد.

التحدي

سهل

لنقم ببناء فئة Point تمثل إحداثيات ثنائية الأبعاد وتدعم جمع نقطتين معاً باستخدام عامل التشغيل +. هذه هي خطوتك الأولى في تحميل عامل التشغيل بشكل زائد (operator overloading) — مما يجعل فئاتك المخصصة تعمل مع عوامل التشغيل المألوفة.

ستقوم بإنشاء ملفين لتنظيم الكود الخاص بك:

Point.h: قم بتعريف فئة Point تخزن إحداثيات x و y (كلاهما int). يجب أن تحتوي الفئة الخاصة بك على:
- أعضاء خاصة (Private members) لإحداثيات x و y
- منشئ (Constructor) يأخذ قيم x و y
- دوال جلب getX() و getY() (كلاهما const)
- عامل تشغيل + محمل بشكل زائد يجمع نقطتين معاً ويعيد كائن Point جديداً بالإحداثيات المجمعة
يجب تنفيذ عامل التش + كدالة عضو تأخذ Point أخرى كمرجع ثابت (const reference) وتعيد Point جديدة. قم بتمييزها كـ const لأنها لا تعدل أيًا من المعاملات.
main.cpp: اقرأ أربعة أعداد صحيحة من المدخلات (x1، y1، x2، y2 في أسطر منفصلة) تمثل نقطتين. أنشئ كائنين من نوع Point، واجمعهما معاً باستخدام عامل التشغيل +، واعرض النتائج.
تنسيق المخرجات:
```
Point 1: (<x1>, <y1>)
Point 2: (<x2>, <y2>)
Sum: (<sum_x>, <sum_y>)
```

الفكرة الأساسية هنا هي أن p1 + p2 تستدعي في الواقع p1.operator+(p2) خلف الكواليس. يتيح لك عامل التشغيل المحمل بشكل زائد كتابة كود بديهي مثل Point p3 = p1 + p2; بدلاً من شيء مثل Point p3 = p1.add(p2);.

قم بتحويل سلاسل المدخلات النصية إلى أعداد صحيحة باستخدام std::stoi(). لا تنسَ حواجز الرأس (header guards) في ملف الرأس الخاص بك.

ورقة مرجعية

يسمح لك تحميل المعاملات بشكل زائد (Operator overloading) بتعريف كيفية تصرف المعاملات مثل +، أو -، أو == مع الفئات المخصصة (custom classes)، مما يتيح استخدام صيغة بديهية مثل a + b بدلاً من a.add(b).

لتحميل معامل بشكل زائد، قم بتعريف دالة باستخدام الكلمة المفتاحية operator متبوعة بالرمز:

class Vector2D {
    double x, y;
    
public:
    Vector2D(double x, double y) : x(x), y(y) {}
    
    // Overload the + operator
    Vector2D operator+(const Vector2D& other) const {
        return Vector2D(x + other.x, y + other.y);
    }
};

الاستخدام:

Vector2D v1(1.0, 2.0);
Vector2D v2(3.0, 4.0);
Vector2D v3 = v1 + v2;    // Calls v1.operator+(v2)

بعض المعاملات لا يمكن تحميلها بشكل زائد: ::، و .، و ?:، و sizeof. كما لا يمكنك إنشاء معاملات جديدة أو تغيير أسبقية المعاملات.

يمكن تنفيذ المعاملات كدوال أعضاء (member functions) أو دوال غير أعضاء (non-member functions).

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include "Point.h"

using namespace std;

int main() {
    // قراءة المدخلات
    string line1, line2, line3, line4;
    getline(cin, line1);
    getline(cin, line2);
    getline(cin, line3);
    getline(cin, line4);

    int x1 = stoi(line1);
    int y1 = stoi(line2);
    int x2 = stoi(line3);
    int y2 = stoi(line4);

    // TODO: إنشاء كائنين من النوع Point باستخدام قيم المدخلات

    // TODO: جمع النقطتين معاً باستخدام المعامل +

    // TODO: إخراج النتائج بالتنسيق المطلوب:
    // Point 1: (<x1>, <y1>)
    // Point 2: (<x2>, <y2>)
    // Sum: (<sum_x>, <sum_y>)

    return 0;
}