Int 类型类的运算符重载答案

【问题标题】：Operator overloading for Int type classInt 类型类的运算符重载
【发布时间】：2015-11-19 03:48:30
【问题描述】：

我正在编写一个简单的 Int 类并使用运算符重载来使对象的行为方式与“int”类似。我已将整个程序分成 3 个文件，1）头文件：包含类声明 2）所有运算符重载函数的定义 3）包含 main 的测试文件这三个在这里按顺序提到

#include <iostream>
using namespace std;

class Int
{
private:
    int i;
public:
    Int(): i(0) { }
    Int(int in) : i(in) { }
    void show() const
    {
        cout<<"value: "<<i<<endl;
    }
    Int operator +(const Int&) const;
    Int operator -(const Int&) const;
    Int operator *(const Int&) const;
    Int operator /(const Int&) const;
    //Int add(const Int&) const; 
};

函数定义

#include <iostream>
#include <climits>
#include <cassert>
#include "int.h"
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;

Int Int::operator +(const Int &i1) const
{

    ull result;
    result = i+ i1.i;
    //cout<< result<<'\n';
    if (result>INT_MAX)
    {
        cout<<"Out of int range.\n";
        //assert(0);
    }
    else
        return Int(int(result));
}

Int Int::operator -(const Int &i1) const
{
    //typedef unsigned long long ull;
    ull result;
    result = i - i1.i;
    //cout<< result<<'\n';
    if (result < INT_MIN)
    {
        cout<<"Out of int range.\n";
        //assert(0);
    }
    else
        return Int(int(result));
}

Int Int::operator *(const Int &i1) const
{
    //typedef unsigned long long ull;
    ull result;
    result = i* i1.i;
    //cout<< result<<'\n';
    if (result >INT_MAX)
    {
        cout<<"Out of int range.\n";
        //assert(0);
    }
    else
        return Int(int(result));
}

Int Int::operator /(const Int &i1) const
{
    //typedef unsigned long long ull;
    ull result;
    result = i/ i1.i;
    //cout<< result<<'\n';
    if (result < INT_MIN)
    {
        cout<<"Out of int range.\n";
        //assert(0);
    }
    else
        return Int(int(result));
}

并用 main 测试程序：

#include <iostream>
#include "int.h"

int main(int argc, char const *argv[])
{
    Int i1;
    Int i2(4);Int i3(2);
    i1 = i2 + i3;
    i1.show();
    i1 = i2 - i3;
    i1.show();
    i1 = i2 * i3;
    i1.show();
    i1 = i2 / i3;
    i1.show();
    return 0;
}

预期输出是：

Value : 6,
Value : 2,
value : 8
Value : 2.

但是我得到这样的输出：

value: 6
Out of int range.
value: 6
value: 8
Out of int range.
value: 8

我尝试了很多错误但无法找到的地方。任何线索都会有很大帮助。

【问题讨论】：

顺便说一句，如果您希望您的课程尽可能像int，只需使用一些其他方法，不要开始制作 + - 等，而是制作（非显式） int 的强制转换运算符（除了您已经存在的另一个方向的构造函数）
@vik14dec 乍一看，成员操作符 (Int::operator + (const Int&)) 比独立版本 (friend Int operator + (const Int&, const Int&)) 更容易实现 - 我强烈建议尽可能选择独立版本。 ..
你应该在 if 分支中添加一个 throw 或 return 顺便说一句
Daniel Jour，我为此使用了“assert(0)”。只是为了检查输出，我对此进行了评论并在此处粘贴了代码。

标签： c++ class int operator-overloading

【解决方案1】：

问题是无符号值与有符号值的比较：

if (result < INT_MIN)

更根本的是，当你想表现得像一个签名的int 时，为什么你希望结果是unsigned long long？

我理解您为什么要使用 long long 进行范围检查 int 操作（尽管这样做并不完全可移植），但选择 unsigned 似乎只是一个错误。

【讨论】：

这个！只需使用int 而不是ull，你就不需要所有的转换

【解决方案2】：

您的operator- 导致第一次超出范围。在该运算符中，您有

    ull result;

然后

if (result < INT_MIN)

INT_MIN 是实现定义的负值，但是result 是无符号的并且是unsigned long long 类型。 通常的算术转换 (C++11 §5[expr]/9) 规定在这种情况下INT_MIN 被转换为unsigned long long。这是一个“模”转换，所以它变成一个相当大的正整数，在任何情况下都比你的例子中结果的值 2 大得多。

【讨论】：

【解决方案3】：

在您打印cout<<"Out of int range.\n"; 的情况下，您不会返回任何值。

您还应该使用long 和long long 作为类型。 int 可能不是 32 位的。并且使用unsigned 类型会产生错误的结果（想想-1 * -1）

你需要的是这样的：

#include <iostream>
using namespace std;

class Int
{
private:
    long i;
public:
    Int() : i(0) { }
    Int(long in) : i(in) { }
    Int(const Int& other) :i(other.i) {}

    void show() const
    {
        cout << "value: " << i << endl;
    }


    Int& operator+=(const Int& other) 
    {
        long long result = i;
        result += other.i;
        if (result >= LONG_MIN && result <= LONG_MAX)
        {
            i = result;
        }
        else
        {
            cout << "Out of int range." << endl;
        }
        return *this;
    }

    Int operator-=(const Int& other) {
        long long result = i;
        result -= other.i;
        if (result >= LONG_MIN && result <= LONG_MAX)
        {
            i = result;
        }
        else
        {
            cout << "Out of int range." << endl;
        }
        return *this;
    }

    Int operator*=(const Int& other) 
    {
        long long result = i;
        result *= other.i;
        if (result >= LONG_MIN && result <= LONG_MAX)
        {
            i = result;
        }
        else
        {
            cout << "Out of int range." << endl;
        }
        return *this;
    }

    Int operator/=(const Int& other) 
    {
        long long result = i;
        result /= other.i;
        if (result >= LONG_MIN && result <= LONG_MAX)
        {
            i = result;
        }
        else
        {
            cout << "Out of int range." << endl;
        }
        return *this;
    }

    Int operator+(const Int& other) const
    {
        return Int(*this) += other;
    };

    Int operator-(const Int& other) const
    {
        return Int(*this) -= other;
    };

    Int operator*(const Int& other) const
    {
        return Int(*this) *= other;
    };

    Int operator/(const Int& other) const
    {
        return Int(*this) /= other;
    };
};

【讨论】：

感谢这些速记运算符的代码。问题出在我的“无符号”变量上。修复它，现在很完美。
不仅如此。试试这个(Int(INT_MAX) + Int(INT_MAX) + Int(INT_MAX)).show(); 你需要决定在“越界”情况下返回什么。

【解决方案4】：

我发现您的代码有两个问题。

首先，将无符号值（结果）与有符号常量 (INT_MIN) 进行比较。

其次，如果你在越界检查中注释掉'assert'语句，你仍然必须从函数中返回一个值。一些编译器可能会用类似这样的东西警告你：“控制到达非空函数的结尾。”这现在可能不会显示，但是当您开始捕获错误时，您的程序很可能会崩溃。

【讨论】：