Wprowadzenie do przeciążania operatorów

Część sekcji Programowanie obiektowe ścieżki C++ w Coddy. Lekcja 40 z 104.

Przeciążanie operatorów pozwala określić, jak operatory takie jak +, - czy == zachowują się w przypadku użycia z własnymi klasami. Zamiast wywoływać metody takie jak a.add(b), możesz napisać bardziej intuicyjnie a + b.

W C++ operatory są zasadniczo funkcjami o specjalnych nazwach. Aby przeciążyć operator, definiujesz funkcję, używając słowa kluczowego operator, po którym następuje symbol:

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

Teraz możesz naturalnie dodać dwa wektory:

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

Nie wszystkie operatory można przeciążać. Operator rozwiązywania zakresu ::, operator dostępu do składowych ., operator trójargumentowy ?: i sizeof nie mogą być przeciążane. Ponadto nie można tworzyć nowych operatorów ani zmieniać priorytetu operatora — * zawsze będzie obliczany przed +.

Operatory można zaimplementować jako funkcje składowe (jak powyżej) lub jako funkcje nieskładowe. W kolejnych lekcjach dowiesz się, kiedy stosować każde z tych podejść i jak przeciążać określone kategorie operatorów.

Wyzwanie

Łatwy

Zbudujemy klasę Point, która reprezentuje współrzędne 2D i umożliwia dodawanie dwóch punktów za pomocą operatora +. To Twój pierwszy krok w kierunku przeciążania operatorów, dzięki któremu własne klasy mogą działać z dobrze znanymi operatorami.

Utworzysz dwa pliki, aby uporządkować kod:

Point.h: Zdefiniuj klasę Point, która przechowuje współrzędne x i y (obie typu int). Twoja klasa powinna mieć:
- Prywatne składowe przechowujące współrzędne x i y
- Konstruktor przyjmujący wartości x i y
- Gettery getX() i getY() (oba const)
- Przeciążony operator +, który dodaje do siebie dwa punkty i zwraca nowy obiekt Point o zsumowanych współrzędnych
Operator + powinien być zaimplementowany jako funkcja składowa, która przyjmuje inny obiekt Point przez referencję const i zwraca nowy obiekt Point. Oznacz go jako const, ponieważ nie modyfikuje żadnego z operandów.
main.cpp: Odczytaj z wejścia cztery liczby całkowite (x1, y1, x2, y2 w osobnych wierszach) reprezentujące dwa punkty. Utwórz dwa obiekty Point, dodaj je do siebie za pomocą operatora + i wyświetl wyniki.
Format wyjściowy:
```
Point 1: (<x1>, <y1>)
Point 2: (<x2>, <y2>)
Sum: (<sum_x>, <sum_y>)
```

Kluczowa jest tu świadomość, że p1 + p2 w rzeczywistości wywołuje p1.operator+(p2) w tle. Przeciążony operator pozwala pisać intuicyjny kod, na przykład Point p3 = p1 + p2;, zamiast czegoś w rodzaju Point p3 = p1.add(p2);.

Konwertuj ciągi wejściowe na liczby całkowite za pomocą std::stoi(). Nie zapomnij o strażnikach nagłówka w pliku nagłówkowym.

Spróbuj swoich sił

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

using namespace std;

int main() {
    // Wczytaj dane wejściowe
    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: Utwórz dwa obiekty Point na podstawie wartości wejściowych

    // TODO: Dodaj do siebie dwa punkty za pomocą operatora +

    // TODO: Wyświetl wyniki w wymaganym formacie:
    // Punkt 1: (<x1>, <y1>)
    // Punkt 2: (<x2>, <y2>)
    // Suma: (<sum_x>, <sum_y>)

    return 0;
}