Operatör aşırı yükleme - Operator overloading

Polimorfizm
Ad hoc polimorfizm
Parametrik polimorfizm
Alt tipleme

İçinde bilgisayar Programlama, operatör aşırı yükleme, bazen denir Şebeke ad hoc polimorfizm, belirli bir durumdur çok biçimlilik, nerede farklı operatörler argümanlarına bağlı olarak farklı uygulamalara sahiptir. Operatör aşırı yüklemesi genellikle bir Programlama dili, bir programcı, ya da her ikisi de.

Gerekçe

Operatör aşırı yükleme Sözdizimsel şeker ve hedef etki alanına daha yakın gösterim kullanarak programlamaya izin verdiği için kullanılır[1] ve kullanıcı tanımlı türlere, bir dile yerleşik türlerle benzer düzeyde sözdizimsel destek sağlar. Örneğin, matematiksel nesnelerin hesaplama temsillerinin kağıt üzerinde olduğu gibi aynı sözdizimi ile değiştirilmesine izin verdiği bilimsel hesaplamada yaygındır.

Operatörün aşırı yüklenmesi, ifade gücü işlev çağrıları kullanılarak benzetilebildiği için bir dilin (işlevlerle). Örneğin, değişkenleri düşünün a, b ve c gibi bazı kullanıcı tanımlı türlerin matrisler:

a + b * c

Operatörün aşırı yüklenmesini destekleyen bir dilde ve '*' operatörünün daha yüksek olduğu varsayımıyla öncelik '+' operatöründen çok, bu yazmanın özlü bir yoludur:

Topla (a, Çarp (b, c))

Bununla birlikte, önceki sözdizimi yaygın matematiksel kullanımı yansıtır.

Örnekler

Bu durumda, ekleme operatörü, kullanıcı tanımlı bir tipte eklemeye izin vermek için aşırı yüklenir. Zaman içinde C ++:

Zaman Şebeke+(sabit Zaman& lhs, sabit Zaman& rhs) {  Zaman temp = lhs;  temp.saniye += rhs.saniye;  temp.dakika += temp.saniye / 60;  temp.saniye %= 60;  temp.dakika += rhs.dakika;  temp.saatler += temp.dakika / 60;  temp.dakika %= 60;  temp.saatler += rhs.saatler;  dönüş temp;}

Ekleme bir ikili işlem yani iki tane var demektir işlenenler. C ++ 'da, iletilen argümanlar işlenenlerdir ve temp nesne döndürülen değerdir.

İşlem aynı zamanda bir sınıf yöntemi olarak da tanımlanabilir. lhs gizli tarafından bu argüman; Bununla birlikte, bu, sol işleneni tipte olmaya zorlar Zaman:

// Bu "sabit", | bu | değiştirilmez.//  //   ------------------------------------//                                       |// VZaman Zaman::Şebeke+(sabit Zaman& rhs) sabit {  Zaman temp = *bu;  // | bu | değiştirilmemelidir, bu yüzden bir kopyasını alın.  temp.saniye += rhs.saniye;  temp.dakika += temp.saniye / 60;  temp.saniye %= 60;  temp.dakika += rhs.dakika;  temp.saatler += temp.dakika / 60;  temp.dakika %= 60;  temp.saatler += rhs.saatler;  dönüş temp;}

Bir birli sınıf yöntemi olarak tanımlanan operatör görünür bir bağımsız değişken almaz (yalnızca bu):

bool Zaman::Şebeke!() sabit {  dönüş saatler == 0 && dakika == 0 && saniye == 0;}

Küçüktür (<) operatörü genellikle bir yapıyı veya sınıfı sıralamak için aşırı yüklenir:

sınıf Çift { halka açık:  bool Şebeke<(sabit Çift& p) sabit {    Eğer (x_ == p.x_) {      dönüş y_ < p.y_;    }    dönüş x_ < p.x_;  } özel:  int x_;  int y_;};

Önceki örneklerde olduğu gibi, son örnekte operatör aşırı yüklemesi sınıf içinde yapılır. C ++ 'da, küçüktür operatörünü (<) aşırı yükledikten sonra, standart sıralama işlevleri bazı sınıfları sıralamak için kullanılabilir.

Eleştiriler

Operatör aşırı yüklemesi sıklıkla eleştirildi[2] çünkü programcıların, işlenenlerinin türlerine bağlı olarak operatörlerin anlamlarını yeniden atamalarına izin verir. Örneğin, << operatör C ++:

a << b

değişkendeki bitleri kaydırır a tarafından bırakıldı b bit eğer a ve b bir tam sayı türündedir, ancak a bir çıktı akışı ise, yukarıdaki kod bir b akıntıya. Operatör aşırı yüklemesi, orijinal programcının bir operatörün olağan anlamını değiştirmesine ve sonraki programcıları şaşırtarak yakalamasına izin verdiğinden, operatör aşırı yüklemesini dikkatli kullanmak iyi bir uygulama olarak kabul edilir (yaratıcıları Java bu özelliği kullanmamaya karar verdiyseniz,[3] bu nedenle zorunlu olmasa da).

Operatörlerle ilgili daha incelikli bir başka sorun, matematikteki belirli kuralların yanlış bir şekilde beklenebilmesi veya istemeden varsayılabilmesidir. Örneğin, değişme + (yani a + b == b + a) her zaman geçerli değildir; buna bir örnek, işlenenler dizeler olduğunda ortaya çıkar, çünkü + genellikle dizelerin birleştirilmesini gerçekleştirmek için aşırı yüklenir (ör. "kuş" + "şarkı" verim "Birdsong", süre "şarkı" + "kuş" verim "ötücü kuş"). Tipik bir sayaç[kaynak belirtilmeli ] bu argüman doğrudan matematikten gelir: + tamsayılarda (ve daha genel olarak herhangi bir karmaşık sayıda) değişmeli iken, diğer değişken "türleri" için değişmeli değildir. Pratikte + her zaman bile değildir ilişkisel örneğin, yuvarlama hataları nedeniyle kayan nokta değerlerinde. Başka bir örnek: Matematikte çarpma, gerçek ve karmaşık sayılar için değişmeli, ancak değişmeli değil matris çarpımı.

Katalog

Bazı yaygın programlama dillerinin bir sınıflandırması, operatörlerinin programcı tarafından aşırı yüklenebilir olup olmadığına ve operatörlerin önceden tanımlanmış bir setle sınırlı olup olmadığına göre yapılır.

OperatörlerAşırı yüklenemezAşırı yüklenebilir
Yeni tanımlanabilir[4]
Sınırlı set

Operatör aşırı yükleme zaman çizelgesi

1960'lar

ALGOL 68 şartname operatörün aşırı yüklenmesine izin verdi.[37]

ALGOL 68 dil spesifikasyonundan (sayfa 177), burada aşırı yüklenmiş operatörler ¬, =, ≠ ve abs tanımlanır:

10.2.2. Boolean Operandsa üzerinde İşlemler) op ∨ = (bool a, b) bool:( a | doğru | b); b) op ∧ = (bool a, b) bool: (a | b | yanlış ); c) op ¬ = (bool a) bool: (a | yanlış | doğru ); d) op = = (bool a, b) bool:( a∧b) ∨ (¬b∧¬a); e) op ≠ = (bool a, b) bool: ¬ (a = b); f) op abs = (bool a)int: (a | 1 | 0);

İçin özel bir beyana gerek olmadığını unutmayın. aşırı yükleme bir operatör ve programcı yeni operatörler oluşturmakta özgürdür.

1980'ler

Ada Ada 83 dil standardının yayınlanmasıyla, başlangıçtan itibaren operatörlerin aşırı yüklenmesini destekler. Bununla birlikte, dil tasarımcıları yeni operatörlerin tanımlanmasını engellemeyi seçtiler. Yalnızca dildeki mevcut operatörler, "+", "*", "&" vb. Gibi tanımlayıcılarla yeni işlevler tanımlanarak aşırı yüklenebilir. Dilin sonraki revizyonları (1995 ve 2005'te), mevcut operatörlerin aşırı yüklenmesine yönelik kısıtlamayı korur. .

İçinde C ++, operatör aşırı yüklemesi, ALGOL 68.[38]

1990'lar

Java şirketinde dil tasarımcıları Sun Microsystems aşırı yüklemeyi atlamayı seçti.[39][40][41]

Yakut operatörün basit yöntem çağrıları için sözdizimsel şeker olarak aşırı yüklenmesine izin verir.

Lua ilk işlenen bu operatörü tanımlamazsa, ikinci işlenen için yöntemin kullanılacağı ek özelliğiyle birlikte, yöntem çağrıları için sözdizimsel şeker olarak operatör aşırı yüklemesine izin verir.

2000'ler

Microsoft, operatör aşırı yüklemesini ekledi C # 2001'de ve Visual Basic .NET 2003'te.

Scala tüm operatörleri yöntem olarak ele alır ve böylece operatörün proxy tarafından aşırı yüklenmesine izin verir.

İçinde Raku, tüm işleçlerin tanımı sözcüksel işlevlere atanır ve böylece işlev tanımları kullanılarak işleçler aşırı yüklenebilir veya yeni işleçler eklenebilir. Örneğin, içinde tanımlanan işlev Rakudo "+" ile bir Date nesnesini artırma kaynağı:

çok ek:<+>(Tarihli $ d, Dahili: D $ x) {    Tarih.yeni gün sayısı($ d.gün sayısı + $ x)}

"Multi" kullanıldığından, işlev şu listeye eklenir: çoklu dağıtım adaylar ve "+" yalnızca işlev imzasındaki tür kısıtlamalarının karşılandığı durumlarda aşırı yüklenir. +, *, >=, sonek ve terim ben ve benzeri, çeşitli küme ayracı operatörlerinin aşırı yüklenmesine de izin verir: "[x, y]"," x[ y ]"," x{ y }"ve" x( y )".

Kotlin kuruluşundan bu yana operatör aşırı yüklemesini destekledi.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Stroustrup, Bjarne. "Operatör Aşırı Yüklemesi". C ++ SSS. Arşivlenen orijinal 14 Ağustos 2011. Alındı 27 Ağustos 2020.
  2. ^ Fisher, Charles N. (2008). "Aşırı Yüklemede Sorunlar" (PDF). Wisconsin-Madison Üniversitesi.
  3. ^ "Operatörün aşırı yüklenmesi yok". Java Dil Ortamı. Oracle Corporation.
  4. ^ Tamamen yeni operatörler eklenebilir.
  5. ^ Sembolik adı olan ikili işlevler infix olarak adlandırılabilir.
  6. ^ "Predicate op / 3".
  7. ^ Hunt, John (6 Aralık 2012). Smalltalk ve Nesne Yönelimi: Giriş. Springer Science & Business Media. ISBN  978-1-4471-0961-7.
  8. ^ Fortran 90'da tanıtıldı.
  9. ^ "3. Dil Referansı - Futhark 0.19.0 belgeleri". futhark.readthedocs.io. Alındı 10 Ekim 2020.
  10. ^ Smith, Chris (9 Ekim 2012). Programlama F # 3.0: Karmaşık Sorunları Çözmek İçin Basit Kod Yazmak İçin Kapsamlı Bir Kılavuz. O'Reilly Media, Inc. ISBN  978-1-4493-2604-3.
  11. ^ Tip sınıfları aşırı yükleme yerine.
  12. ^ "Operatör oluşturma".
  13. ^ "Operatörler". Scala Turu.
  14. ^ "Seed7 Kılavuzu: Yapılandırılmış söz dizimi tanımı". seed7.sourceforge.net. Alındı 29 Eylül 2020.
  15. ^ "Swift: Gelişmiş Operatörler".
  16. ^ "Go neden yöntemlerin ve operatörlerin aşırı yüklenmesini desteklemiyor?". Alındı 4 Eylül 2011.
  17. ^ "Giriş". www.freepascal.org. Alındı 30 Eylül 2020.
  18. ^ "Operatör Aşırı Yüklemeleri". Alındı 28 Eylül 2018.
  19. ^ "6.6 Operatörlerin Aşırı Yüklenmesi". Açıklamalı Ada Referans Kılavuzu.
  20. ^ Drayton, Peter; Albahari, Ben; Neward, Ted (2003). Özetle C #. O'Reilly Media, Inc. ISBN  978-0-596-00526-9.
  21. ^ "C ++ Operatör Aşırı Yüklemesi".
  22. ^ "Operatör Aşırı Yüklemesi - D Programlama Dili". dlang.org. Alındı 10 Ekim 2020.
  23. ^ "Dart dili turu". dart.dev. Alındı 30 Eylül 2020.
  24. ^ "Apache Groovy programlama dili - Operatörler". groovy-lang.org. Alındı 30 Eylül 2020.
  25. ^ "Operatör Aşırı Yüklemesi". Manifold. Alındı 7 Haziran 2020.
  26. ^ "Operatör aşırı yükleme". Kotlin. Alındı 24 Haziran 2018.
  27. ^ "Metamethods Eğiticisi". Lua kullanıcıları Wiki.
  28. ^ "Sınıfınız için Operatörlerin Uygulanması". Alındı 1 Ekim 2013.
  29. ^ "Operatör Aşırı Yüklemesi". Free Pascal Kılavuzu. Alındı 1 Aralık 2014.
  30. ^ "Operatör Aşırı Yüklemesi". Delphi Kılavuzu. Alındı 1 Aralık 2014.
  31. ^ "Sınıf özelliklerini geçersiz kılan PHP sihirli yöntemleri". Arşivlenen orijinal 4 Mart 2016 tarihinde. Alındı 7 Nisan 2015.
  32. ^ Orwant, Jon (4 Kasım 2002). Bilgisayar Bilimi ve Perl Programlama: The Best of the Perl Journal. O'Reilly Media, Inc. s. 347–. ISBN  978-0-596-00310-4.
  33. ^ "3. Veri Modeli". Python Dil Referansı.
  34. ^ "Yöntemler". Resmi Ruby SSS.
  35. ^ "Operatör Aşırı Yüklemesi". Örneğe Göre Pas.
  36. ^ "Nasıl yapılır: Operatör Tanımlama (Visual Basic)".
  37. ^ Wijngaarden, Adriaan; Mailloux, Barry J.; Peck, John E. L.; Koster, Cornelis H.A.; et al. (Ağustos 1968). "Algoritmik Dil ALGOL 68 Raporu, Bölüm 10.2.2" (PDF). Alındı 1 Nisan 2007.
  38. ^ Stroustrup, Bjarne. "C ++ Tarihi: 1979-1991" (PDF). s. 12. Alındı 1 Nisan 2007.
  39. ^ "SSS Soru 6.9: Operatörün aşırı yüklenmesi neden yok?". Comp.lang.java SSS Listesi.
  40. ^ "java.sun.com".
  41. ^ Holzner Steven (2001). C ++: Kara Kitap. Scottsdale, Arizona: Coriolis Grubu. s. 387. ISBN  1-57610-777-9. C ++ OOP'nin en güzel özelliklerinden biri, sınıflarınızdaki nesneleri işlemek için operatörleri aşırı yükleyebilmenizdir (bunu Java gibi bazı OOP merkezli dillerde yapamazsınız).