14.6. Операторы инкремента и декремента

Операторы инкремента (++) и декремента (--) обычно реализуют для классов итераторов. Эти операторы позволяют перемещать итератор с элемента на элемент последовательности. Язык никак не требует, чтобы эти операторы были членами класса. Но поскольку они изменяют состояние объекта, с которым работают, лучше сделать их членами класса.

Для встроенных типов есть префиксные и постфиксные версии операторов инкремента и декремента. Ничего удивительного, что для собственных классов также можно определить префиксные и постфиксные версии этих операторов. Давайте сначала рассмотрим префиксные версии, а затем реализуем постфиксные.

Классы, определяющие операторы инкремента или декремента, должны определять как префиксные, так и постфиксные их версии. Обычно эти операторы определяют как функции-члены.

Определение префиксных версий операторов инкремента и декремента

Для иллюстрации операторов инкремента и декремента определим их для класса StrBlobPtr (см. раздел 12.1.6):

class StrBlobPtr {

public:

 // инкремент и декремент

 StrBlobPtr& operator++(); // префиксные операторы

 StrBlobPtr& operator--();

 // другие члены как прежде

};

Чтобы соответствовать встроенным типам, префиксные операторы должны возвращать ссылку на объект после инкремента или декремента.

Операторы инкремента и декремента работают подобным образом — они вызывают функцию check() для проверки допустимости объекта класса StrBlobPtr. Если это так, то функция check() проверяет также допустимость данного индекса. Если функция check() не передает исключения, эти операторы возвращают ссылку на свой объект.

В случае инкремента функции check() передается текущее значение curr. Пока это значение меньше размера основного вектора, функция check() завершается нормально. Если значение curr находится за концом вектора, функция check() передает исключение:

// префикс: возвращает ссылку на объект после инкремента

// или декремента

StrBlobPtr& StrBlobPtr::operator++() {

 // если curr уже указывает после конца контейнера, инкремент

 // невозможен

 check(curr, "increment past end of StrBlobPtr");

 ++curr; // переместить текущую позицию вперед

 return *this;

}

StrBlobPtr& StrBlobPtr::operator--() {

 // если curr равен нулю, то декремент возвратит недопустимый индекс

 --curr; // переместить текущую позицию назад

 check(-1, "decrement past begin of StrBlobPtr");

 return *this;

}

Оператор декремента уменьшает значение curr прежде, чем вызвать функцию check(). Таким образом, если значение curr (беззнаковое) уже является нулем, передаваемое функции check() значение будет наибольшим позитивным значением, представляющим недопустимый индекс (см. раздел 2.1.2).

Дифференциация префиксных и постфиксных операторов

При определении префиксных и постфиксных операторов возникает одна проблема: каждый из них имеет одинаковое имя и получает одинаковое количество параметров того же типа. При обычной перегрузке невозможно отличить префиксную и постфиксную версии оператора.

Для решения этой проблемы постфиксные версии получают дополнительный (неиспользуемый) параметр типа int. При использовании постфиксного оператора компилятор присваивает этому параметру аргумент 0. Хотя постфиксная функция вполне может использовать этот дополнительный параметр, как правило, так не поступают. Этот параметр не нужен для работы, обычно выполняемой постфиксным оператором. Его основная задача заключается в том, чтобы отличить определение постфиксной версии функции от префиксной.

Теперь в класс CheckedPtr можно добавить постфиксные операторы:

class StrBlobPtr {

public:

 // инкремент и декремент

 StrBlobPtr operator++(int); // постфиксные операторы

 StrBlobPtr operator--(int);

 // другие члены как прежде

};

Для совместимости со встроенными операторами постфиксные операторы должны возвращать прежнее значение (существовавшее до декремента или инкремента). Оно должно быть возвращено как значение, а не как ссылка.

Постфиксные версии должны запоминать текущее состояние объекта прежде, чем изменять объект:

// постфикс: инкремент/декремент объекта, но возвратить следует

// неизмененное значение

StrBlobPtr StrBlobPtr::operator++(int) {

 // здесь проверка не нужна, ее выполнит префиксный инкремент

 StrBlobPtr ret = *this; // сохранить текущее значение

 ++*this;                // на один элемент вперед, проверку

                         // осуществляет оператор инкремента

 return ret;             // возврат сохраненного значения

}

StrBlobPtr StrBlobPtr::operator--(int) {

 // здесь проверка не нужна, ее выполнит префиксный декремент

 StrBlobPtr ret = *this; // сохранить текущее значение

 --*this;                // на один элемент назад, проверку

                         // осуществляет оператор декремента

 return ret;             // возврат сохраненного значения

}

Для выполнения фактического действия каждый из этих операторов вызывает собственную префиксную версию. Например, постфиксный оператор инкремента использует такой вызов префиксного оператора инкремента:

++*this

Этот оператор проверяет безопасность приращения и либо передает исключение, либо осуществляет приращение значения curr. Если функция check() не передает исключения, постфиксные функции завершают работу, возвращая сохраненные ранее копии значений. Таким образом, после выхода сам объект будет изменен, но возвращено будет первоначальное, не измененное значение.

Поскольку параметр типа int не используется, имя ему присваивать не нужно.

Явный вызов постфиксных операторов

Как упоминалось в разделе 14.1, в качестве альтернативы использованию перегруженного оператора в выражении можно вызвать его явно. Если постфиксная версия задействуется при помощи вызова функции, то следует передать значение и для целочисленного аргумента:

StrBlobPtr p(a1); // p указывает на вектор в a1

p.operator++(0);  // вызов постфиксного оператора operator++

p.operator++();   // вызов префиксного оператора operator++

Переданное значение обычно игнорируется, но оно позволяет предупредить компилятор о том, что требуется именно постфиксная версия оператора.

Упражнения раздела 14.6

Упражнение 14.27. Добавьте в класс StrBlobPtr операторы инкремента и декремента.

Упражнение 14.28. Определите для класса StrBlobPtr операторы сложения и вычитания, чтобы они реализовали арифметические действия с указателями (см. раздел 3.5.3).

Упражнение 14.29. Почему не были определены константные версии операторов инкремента и декремента?