《その102》複素数クラスと演算子の多重定義: C++，C++/CX に挑戦！

2017年11月02日

《その102》複素数クラスと演算子の多重定義

複素数クラス C （複素数 a + bi の実部 a と虚部 b は整数とする）を用いて、いろいろな演算子関数をまとめてみました。

これまでに学んできた次のような点にも注意しながら、プログラムを作成しました。

　・変換コンストラクタの必要性。
　・演算子関数の返却値を C にするか C& にするかの判断。
　・演算子関数の仮引数を const C& にする理由。
　・演算子関数をクラスのメンバ関数として定義する場合と、非メンバ関数として定義する場合の相違点。


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// Complex.h
#ifndef ___Class_Abc
#define ___Class_Abc

#include <iomanip>
#include <iostream>

class C {
    int a_;
    int b_;
public:
    // ｺﾝｽﾄﾗｸﾀ（変換ｺﾝｽﾄﾗｸﾀ兼用）
    C(int a = 0, int b = 0) : a_(a), b_(b) { }

    // ｹﾞｯﾀ    
    int a() const { return a_; }
    int b() const { return b_; }

    //　単項+演算子
    C operator+() const { return *this; }

    //　単項-演算子
    C operator-() const { return C(-a_, -b_); }

    //　２項+演算子(ｸﾗｽ内で定義したﾌﾚﾝﾄﾞ関数)
    friend C operator+(const C& x, const C& y) {
    return C(x.a_ + y.a_, x.b_ + y.b_);
    }

    //　２項-演算子(ｸﾗｽ内で定義したﾌﾚﾝﾄﾞ関数)
    friend C operator-(const C& x, const C& y) {
    return C(x.a_ - y.a_, x.b_ - y.b_);
    }

    // 複号代入+=演算子
    C& operator+=(const C x) {
        a_ += x.a_; b_ += x.b_;
        return *this;
    }

    // 複号代入-=演算子
    C& operator-=(const C x) {
        a_ -= x.a_; b_ -= x.b_;
        return *this;
    }

    // 等価==演算子(ｸﾗｽ内で定義したﾌﾚﾝﾄﾞ関数)
    friend bool operator==(const C& x, const C& y) {
    return x.a_ == y.a_ && x.b_ == y.b_;
    }

    // 等価!=演算子(ｸﾗｽ内で定義したﾌﾚﾝﾄﾞ関数)
    friend bool operator!=(const C& x, const C& y) {
    return !(x == y);
    }

};
/* ← メンバ関数との二重定義を避けるためのコメントアウト
//　２項+演算子(ｸﾗｽの外部で定義した場合)
inline C operator+(const C& x, const C& y) {
    return C(x.a() + y.a(), x.b() + y.b());
}

//　２項-演算子(ｸﾗｽの外部で定義した場合)
inline C operator-(const C& x, const C& y) {
    return C(x.a() - y.a(), x.b() - y.b());
}

// 等価==演算子(ｸﾗｽの外部で定義した場合)
inline bool operator==(const C& x, const C& y) {
    return x.a() == y.a() && x.b() == y.b();
}

// 等価!=演算子(ｸﾗｽの外部で定義した場合)
inline bool operator!=(const C& x, const C& y) {
    return !(x == y);
}
*/ ← コメントアウト　ここまで
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const C& x) {
    return s << "a … " << std::setw(2) << x.a() << ", b … " << std::setw(2) << x.b();
}

#endif
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// ComplexTest
#include <iostream>
#include "Complex.h"
using namespace std;

int main() {
    C c1;
    C c2(10, 20);
    C c3(1, 2);

    cout << "\n【 複素数 a + bi 】\n";
    cout << "c1       : " << c1 << '\n';
    cout << "c2       : " << c2 << '\n';
    cout << "c3       : " << c3 << '\n';
    cout << "\n単項+演算子, 単項-演算子\n";
    cout << "+c3      : " << +c3 << '\n';
    cout << "-c3      : " << -c3 << '\n';

    cout << "\n２項+演算子, ２項-演算子\n";
    cout << "c2 + c3  : " << c2 + c3 << '\n';
    cout << "c2 - c3  : " << c2 - c3 << '\n';
    cout << "c2 + 10  : " << c2 + 10 << '\n';
    cout << "c2 - 10  : " << c2 - 10 << '\n';
    cout << " 1 + c3  : " <<  1 + c3 << '\n';
    cout << " 3 - c3  : " <<  3 - c3 << '\n';

    cout << "\n複号代入+=演算子, 複号代入-=演算子\n";
    cout << "c2 += c3 : " << (c2 += c3) << '\n';
    cout << "c2 += 10 : " << (c2 += 10) << '\n';
    cout << "c2 -= c3 : " << (c2 -= c3) << '\n';
    cout << "c2 -= 10 : " << (c2 -= 10) << '\n';

    cout << "\n等価==演算子, 等価!=演算子\n";
    cout << boolalpha
         << "c2 == c3 : " << (c2 == c3) << '\n';
    cout << "c2 != c3 : " << (c2 != c3) << '\n';
    cout << "c1 ==  0 : " << (c1 ==  0) << '\n';    
}
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