c++ - 运算符>>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复数:

a + bi

所以，例如...

25.0 + 3.6i

假设用户将始终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;

并且代码打印:

0 + 0i

...当我在运行时在提示中输入“4.2 + 8.3i”时。

这是我对 operator>> 的实现类:

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;
}

这是我对 operator<< 的实现类:

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

这是我对 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 头文件以获取更多详细信息:

#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将非常有用。

Answer 1

本质上，您的 operator >> 太复杂了，甚至无法正确处理错误。您不应该一开始就将值读入字符串 - 直接将其读入数字。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;
}

(我使用了 C++11 初始化器，因为我很懒……)

而且，是的，通过将整个阅读拉入单个链式表达式，可以将其写得更短:

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。就个人而言，我确实发现它比第一个版本更具(!)可读性。一个更结构化的替代方案(对于这种简单的情况来说太过分了)是 Boost.Qi这允许非常优雅的解析器构造。