Operator>>重载

Question

我正在使用运算符重载实现一个复数。在程序中，用户总是以以下形式输入一个复数：

a + bi

所以，举个例子...

25.0 + 3.6i

假设用户总是输入复数的实部和虚部，例如，用户将输入"5 + 0i“(而不是"5")或"0 - 6.2i”(而不是"-6.2i")。

我的问题是，在main()中，我有以下代码：

ComplexNumber c1;
cin >> c1;
cout << c1;

然后打印代码：

0 + 0i

...when I在运行时在提示符中输入了"4.2 + 8.3i“。

下面是我的operator>>类的实现：

istream & operator>>(istream & in, ComplexNumber & n) {
    string real;
    string imag;
    bool done = false;
    int sign = 1;

    string num;
    in >> num;

    int length;
    for (int i = 0; i < num.length(); i++) {
        if (num.at(i) == 'i') {
            imag = num.substr((i - length), i);
        }
        else if (num.at(i) == '-') {
            sign = -1;
        }
        else if (num.at(i) == ' ') {
            if (!done) {
                real = num.substr(i);
                done = true;
            }
            length = 0;
        }
        length++;
    }

    n = ComplexNumber(atof(real.c_str()), atof(imag.c_str()) * sign);
    return in;
}

下面是我的operator<<类的实现：

ostream & operator<<(ostream & out, const ComplexNumber & n) {
    n.print(out);
    return out;
}

下面是我的ComplexNumber成员类print()的实现：

void ComplexNumber::print(ostream & out) const {
    if (imag >= 0)
        out << real << " + " << imag << "i";
    else 
        out << real << " - " << (-1 * imag) << "i";
}

这是我的ComplexNumber头文件，了解更多详细信息：

#ifndef COMPLEXNUMBER_H
#define COMPLEXNUMBER_H

#include <iostream>
using namespace std;

class ComplexNumber {

  public:

    // constructors
    ComplexNumber();
    ComplexNumber(double real_part, double imaginary_part);
    ComplexNumber(const ComplexNumber & rhs);

    // named member functions
    void print(ostream & out = cout) const;
    bool equals(const ComplexNumber & rhs) const;

    // assignment operators
    const ComplexNumber & operator=(const ComplexNumber & rhs);
    const ComplexNumber & operator+=(const ComplexNumber & rhs);
    const ComplexNumber & operator-=(const ComplexNumber & rhs);
    const ComplexNumber & operator*=(const ComplexNumber & rhs);

  private:
    double real;      
    double imag; 
};

// arithmetic operators
ComplexNumber operator+(const ComplexNumber & lhs, const ComplexNumber & rhs);
ComplexNumber operator-(const ComplexNumber & lhs, const ComplexNumber & rhs);
ComplexNumber operator*(const ComplexNumber & lhs, const ComplexNumber & rhs);

// relational operators
bool operator==(const ComplexNumber & lhs, const ComplexNumber & rhs);
bool operator!=(const ComplexNumber & lhs, const ComplexNumber & rhs);

// I/O operators
ostream & operator<<(ostream & out, const ComplexNumber & n);
istream & operator>>(istream & in, ComplexNumber & n);

#endif

对我的实现有任何帮助都是很好的。

Answer 1

从本质上讲，您的operator >>太复杂了，甚至不能正确处理错误。你不应该一开始就把值读入一个字符串，而是直接读入一个数字。此外，在每次读取操作之后，您需要检查(并可能设置)流的状态。

istream& operator >>(istream& in, ComplexNumber& value) {
    int re;
    if (not (in >> re)) {
        return in;

    char pm;
    if (not (in >> pm) or (pm != '+' and pm != '-') {
        in.setstate(ios::failbit);
        return in;
    }

    int im;
    if (not (in >> im))
        return in;

    char i;
    if (not (in >> i) or i != 'i') {
        in.setstate(ios::failbit);
        return in;
    }

    value = ComplexNumber {re, (pm == '-' ? -im : im)};
    return in;
}

(我使用C++11初始化器，因为我是懒惰的…。)

而且，是的，通过将整个读数拉入一个链式表达式中，可以写得更短：

istream& operator >>(istream& in, ComplexNumber& value) {
    int re;
    int im;
    char pm;
    char i;

    if (not (in >> re >> pm) or
        (pm != '+' and pm != '-') or
        not (in >> im >> i) or
        i != 'i')
    {
        in.setstate(ios::failbit);
        return in;
    }

    value = ComplexNumber {re, (pm == '-' ? -im : im)};
    return in;
}

这是否更好取决于观众。就我个人而言，我确实发现它更(!)比第一个版本更易读。一种更结构化的替代方案(对于这种简单的情况来说可能有些夸张)是Boost.Qi，它允许非常优雅的解析器构造。

Answer 2

这部分：

string num;
in >> num;

它只从输入中读取一个单词。您需要多次调用它才能读取像4.2 + 8.3i这样的内容，它有三个单词。