重载运算符之应用: 支持C式结构的一些运算

重载运算符之应用: 支持C式结构的一些运算

   本文以系统的struct timeval为例，使其支持+、-、+=、-=4种算术运算和<，<=，>，>=，==、!= 6种关系运算，这样一来就免去了显式调用函数的麻烦，使代码简洁优雅，实现如下

 1 extern   void  timeval_normalize(timeval  & t);
 2
 3 class  timeval_t :  public  ::timeval
 4 {
 5public:
 6    timeval_t(long sec = 0,long usec = 0)
 7    {
 8        tv_sec = sec, tv_usec = usec;
 9        timeval_normalize(*this);
10    }
11    
12    timeval_t(const timeval& t)
13    {
14        if (this != &t){
15            tv_sec = t.tv_sec, tv_usec = t.tv_usec;
16            timeval_normalize(*this);
17        }
18    }
19    
20    timeval_t& operator = (const timeval &t)
21    {
22        if (this != &t){
23            tv_sec = t.tv_sec, tv_usec = t.tv_usec;
24            timeval_normalize(*this);
25        }
26        return *this;
27    }
28} ;
29
30 inline  void   operator   +=  (timeval  & t1, const  timeval  & t2)
31 {
32    t1.tv_sec += t2.tv_sec,t1.tv_usec += t2.tv_usec;
33    timeval_normalize(t1);
34}
35
36 inline  void   operator   -=  (timeval  & t1, const  timeval  & t2)
37 {
38    t1.tv_sec -= t2.tv_sec, t1.tv_usec -= t2.tv_usec;
39    timeval_normalize(t1);
40}     
41
42 inline timeval  operator   +  ( const  timeval  & t1, const  timeval  & t2)
43 {
44    return timeval_t(t1.tv_sec+t2.tv_sec,t1.tv_usec+t2.tv_usec);
45}
46
47 inline timeval  operator   -  ( const  timeval  & t1, const  timeval  & t2)
48 {
49    return timeval_t(t1.tv_sec-t2.tv_sec,t1.tv_usec-t2.tv_usec);
50}
51
52 inline  bool   operator   ==  ( const  timeval  & t1, const  timeval  & t2)
53 { 
54    timeval_t t(t1.tv_sec-t2.tv_sec,t1.tv_usec-t2.tv_usec);
55    return 0==t.tv_sec&&0==t.tv_usec;
56}
57
58 inline  bool   operator   !=  ( const  timeval  & t1, const  timeval  & t2)
59 {
60    return !(t1 == t2);
61}
62
63 inline  bool   operator   <  ( const  timeval  & t1, const  timeval  & t2)
64 {
65    timeval t = t1 - t2;
66    return t.tv_sec < 0;
67}
68
69 inline  bool   operator   >  ( const  timeval  & t1, const  timeval  & t2)
70 {
71    timeval t = t1 - t2;
72    return 0==t.tv_sec && t.tv_usec>0 || t.tv_sec>0;
73}
74
75 inline  bool   operator   <=  ( const  timeval  & t1, const  timeval  & t2)
76 {
77    return !(t1 > t2);
78}
79
80 inline  bool   operator   >=  ( const  timeval  & t1, const  timeval  & t2)
81 {
82    return !(t1 < t2);
83}

   由于timeval_t公有继承timeval，因此上述10种运算也支持timeval_t类型，而算术运算的内部实现保证了运算结果timeval对象是有效的，即其成员变量tv_usec取值在[0,1000000)区间，这是通过timeval_normalize函数实现的，代码如下

 1 static   const   long  ONE_SECOND_IN_USECS  =   1000000 ;
 2
 3 void  timeval_normalize(timeval  & t)
 4 {
 5    if (t.tv_usec >= ONE_SECOND_IN_USECS){
 6        do {
 7            ++t.tv_sec;
 8            t.tv_usec -= ONE_SECOND_IN_USECS;
 9        }while (t.tv_usec >= ONE_SECOND_IN_USECS);
10    }else if (t.tv_usec <= -ONE_SECOND_IN_USECS) {
11        do     {
12            --t.tv_sec;
13            t.tv_usec += ONE_SECOND_IN_USECS;
14        }while (t.tv_usec <= -ONE_SECOND_IN_USECS);
15    }
16
17    if (t.tv_sec >= 1 && t.tv_usec < 0)    {
18        --t.tv_sec;
19        t.tv_usec += ONE_SECOND_IN_USECS;
20    }
21}

   最后来看下使用示例   

 1     timeval t1,t2,t3;
 2     timeval_t tv1,tv2,tv3;
 3      bool  b;
 4
 5     b  =  t1  ==  t2;
 6     b  =  t1  !=  t2;
 7     b  =  t1  ==  tv2;
 8     b  =  t1  !=  tv2;
 9     b  =  tv1  ==  t2;
10     b  =  tv1  !=  t2;
11     b  =  tv1  ==  tv2;
12     b  =  tv1  !=  tv2;
13
14     b  =  t1  <  t2;
15     b  =  t1  <=  t2;
16     b  =  t1  >  t2;
17     b  =  t1  >=  t2;
18     b  =  t1  <  tv2;
19     b  =  t1  <=  tv2;
20     b  =  t1  >  tv2;
21     b  =  t1  >=  tv2;
22
23     b  =  tv1  <  t2;
24     b  =  tv1  <=  t2;
25     b  =  tv1  >  t2;
26     b  =  tv1  >=  t2;
27     b  =  tv1  <  tv2;
28     b  =  tv1  <=  tv2;
29     b  =  tv1  >  tv2;
30     b  =  tv1  >=  tv2;
31
32     t3   =  t1  +  t2;
33     t3   =  tv1  +  tv2;
34     t3   =  t1  +  tv2;
35     t3   =  tv1  +  t2;
36     tv3   =  t1  +  t2;
37     tv3   =  tv1  +  tv2;
38     tv3   =  t1  +  tv2;
39     tv3   =  tv1  +  t2;
40
41     t3   =  t1  -  t2;
42     t3   =  tv1  -  tv2;
43     t3   =  t1  -  tv2;
44     t3   =  tv1  -  t2;
45     tv3   =  t1  -  t2;
46     tv3   =  tv1  -  tv2;
47     tv3   =  t1  -  tv2;
48     tv3   =  tv1  -  t2;
49
50     t1   +=  t2;
51     t1   +=  tv2;
52     tv1  +=  t2;    
53     tv1  +=  tv2;
54     t1   -=  t2;
55     t1   -=  tv2;
56     tv1  -=  t2;
57     tv1  -=  tv2;

  可以看到将运算符用到C式结构上，大大简化了代码的编写。以上所有代码在vc2005和g++4.4下编译通过。