CMatrix类设计与实现（C++第一次实验）
1、构造函数：
1.1 构造函数的概念
相对于C语言来说，C++有一个比较好的特性就是构造函数，即类通过一个或者几个特殊的成员函数来控制其对象的初始化过程。构造函数的任务，就是初始化对象的数据成员，无论何时只要类的对象被创建，就会执行构造函数。
1.2 CMatrix(): 不带参数的构造函数
代码：
CMatrix::CMatrix() : m_nRow(0), m_nCol(0), m_pData(0) //无参构造函数
{
}
需要注意的是CMatrix::CMatrix() : m_nRow(0), m_nCol(0), m_pData(0)和CMatrix(){
m_nRow=0,m_nCol=0,m_pData=0}效果一致，但是前一种相对构建速度会快一点。
1.3 CMatrix(int nRow, int nCol, double *pData=NULL) : 带行、列及数据指针等参数的构造函数,并且参数带默认值
代码：
CMatrix::CMatrix(int nRow, int nCol, double* pData) : m_pData(0) // 带有三个参数的构造函数
{
Create(nRow, nCol, pData); //调用新建类对象方法
}
1.4 CMatrix(const char * strPath): 带文件路径参数的构造函数
CMatrix::CMatrix(const char* strPath)
{
m_pData = 0;
m_nRow = m_nCol = 0;
ifstream cin(strPath);
cin >> *this;
}
注意：
ofstream: 写操作（输出）的文件类 (由ostream引申而来)
ifstream: 读操作（输入）的文件类(由istream引申而来)
fstream: 可同时读写操作的文件类 (由iostream引申而来)
ofstream是从内存到硬盘，ifstream是从硬盘到内存，其实所谓的流缓冲就是内存空间
1.5 CMatrix(const CMatrix& m): 拷贝构造函数
代码：
CMatrix::CMatrix(const CMatrix & m) : m_pData(0) //带有一个参数为对象的构造函数
{
*this = m;
}
什么是拷贝构建函数呢？
复制构造函数是构造函数的一种，也称拷贝构造函数，它只有一个参数，参数类型是本类的引用。
复制构造函数的参数可以是 const 引用，也可以是非 const 引用。
一般使用前者，这样既能以常量对象（初始化后值不能改变的对象）作为参数，也能以非常量对象作为参数去初始化其他对象。一个类中写两个复制构造函数，一个的参数是 const 引用，另一个的参数是非 const 引用，也是可以的。
2、析构函数
概念
析构函数（destructor）是成员函数的一种，它的名字与类名相同，但前面要加~，没有参数和返回值。
一个类有且仅有一个析构函数。如果定义类时没写析构函数，则编译器生成默认析构函数。如果定义了析构函数，则编译器不生成默认析构函数。
析构函数在对象消亡时即自动被调用。可以定义析构函数在对象消亡前做善后工作。
2.1 ~CMatrix(): 调用Release();
CMatrix::~CMatrix()
{
Release();
}
3、CMatrix对象方法
3.1 对象初始化：bool CMatrix::Create(int nRow, int nCol, double* pData)
bool CMatrix::Create(int nRow, int nCol, double* pData)
{
Release();
m_pData = new double[nRow * nCol];
m_nRow = nRow;
m_nCol = nCol;
if (pData)
{
memcpy(m_pData, pData, nRow * nCol * sizeof(double));
//memcpy内存拷贝函数，从pData中拷贝nRow * nCol * sizeof(double)个字节的内容到m_pData中
}
}
3.2 对象销毁：Release()
void CMatrix::Release()
{
if (m_pData)
{
delete[]m_pData; //内存释放
m_pData = NULL;
}
m_nRow = m_nCol = 0; //将行列设置为0
}
对象销毁函数Release()其实就是将内存释放，并将行列设置为0。
4、运算符重载
4.1 算术运算符重载：+, -, +=, -=
代码：
CMatrix & CMatrix::operator+=(const CMatrix & m) //+=运算符重载
{
assert(m_nRow == m.m_nRow && m_nCol == m.m_nCol);
//assert断言函数，对括号内的假设进行判断，假如不符合条件就抛出错误，终止程序运行
for (int i = 0; i < m_nRow * m_nCol; i++)
{
m_pData[i] += m.m_pData[i];
}
return *this;
}
CMatrix operator+(const CMatrix & m1, const CMatrix & m2) //+运算符重载
{
CMatrix m3(m1);
m3 += m2;
return m3;
}
CMatrix operator-(const CMatrix& m1, const CMatrix& m2) //-运算符重载
{
CMatrix m3(m1);
m3 -= m2;
return m3;
}
CMatrix& CMatrix::operator-=(const CMatrix& m) //-= 运算符重载
{
//assert断言函数，对括号内的假设进行判断，假如不符合条件就抛出错误，终止程序运行
assert(m_nRow == m.m_nRow && m_nCol == m.m_nCol);
for (int i = 0; i < m_nRow * m_nCol; i++)
{
m_pData[i] -= m.m_pData[i];
}
return *this;
}
4.2 关系运算符重载：>, <, ==
代码：
bool CMatrix::operator == (const CMatrix & m) //==运算符的重载
{
if (!(m_nRow == m.m_nRow && m_nCol == m.m_nCol))
{
return false;
}
for (int i = 0; i < m_nRow * m_nCol; i++)
{
if (m_pData[i] != m.m_pData[i])
{
return false;
}
}
return true;
}
4.3 下标操作符：[], ()的重载
代码：
double& CMatrix::operator[](int nIndex) //[]操作符的重载
{
assert(nIndex < m_nRow * m_nCol);
return m_pData[nIndex];
}
double& CMatrix::operator()(int nRow, int nCol) //（）操作符的重载
{
assert(nRow * m_nCol + nCol < m_nRow * m_nCol);
return m_pData[nRow * m_nCol + nCol];
}
4.4 强制类型转换: double
代码：
CMatrix::operator double() //重载强制类型转换
{
double dS = 0;
for (int i = 0; i < m_nRow * m_nCol; i++)
{
dS += m_pData[i];
}
return dS;
}
4.5 赋值运算符：=
代码：
CMatrix& CMatrix::operator=(const CMatrix& m) //=运算符的重载
{
if (this != &m)
{
//“=”赋值采用Create方法，是深拷贝
Create(m.m_nRow, m.m_nCol, m.m_pData);
}
return *this;
}
5、友元函数
5.1 输入和输出运输符：<<, >>
代码：
istream & operator>>(istream& is, CMatrix& m) //>>操作符的重载操作
{
is >> m.m_nRow >> m.m_nCol; //在读取矩阵之前先初始化
m.Create(m.m_nRow, m.m_nCol);
for (int i = 0; i < m.m_nRow * m.m_nCol; i++)
{
is >> m.m_pData[i];
}
return is;
}
ostream & operator<<(ostream & os, const CMatrix & m) //<<操作符的重载操作
{
os << m.m_nRow << " " << m.m_nCol << endl;
double* pData = m.m_pData; //按行列顺序输出矩阵元素
for (int i = 0; i < m.m_nRow; i++)
{
for (int j = 0; j < m.m_nCol; j++)
{
os << *pData++ << " ";
}
os << endl;
}
return os;
}
6、主函数main.cpp以及头文件CMatrix.h
main.cpp：
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include "CMatrix.h"
using namespace std;
int main(int argc, char** argv) {
double pData[10]={2,3,4,5};
CMatrix m1,m2(2,5,pData), m3("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\C++\\第一次实验\\测试文本.txt"),m4(m2);
cin>>m1;
m2.Set(1,3,10);
cout<<m1<<m2<<m3<<m4;
m4=m3;
m4[2]=m4+1;
if(m4==m3)
{
cout<<"出错了!"<<endl;
}
m4 += m3;
cout<<"m4的和 = "<<(double)m4<<endl;
return 0;
}
CMatrix.h:
#ifndef CMATRIX_H
#define CMATRIX_H
#include <iostream>
using namespace std;
class CMatrix
{
public:
CMatrix();
CMatrix(int nRow, int nCol, double* pData = NULL);
CMatrix(const CMatrix & m);
CMatrix(const char* strPath);
~CMatrix();
bool Create(int nRow, int nCol, double* pData = NULL);
void Set(int nRow, int nCol, double dVale);
void Release();
friend istream & operator>>(istream& is, CMatrix& m);
friend ostream & operator<<(ostream & os, const CMatrix & m);
CMatrix & operator=(const CMatrix & m);
CMatrix & operator+=(const CMatrix & m);
// CMatrix& operator+(const CMatrix& m);
// CMatrix operator+(const CMatrix& m1,const CMatrix& m2);
double& operator[](int nIndex);
double& operator()(int nRow, int nCol);
bool operator ==(const CMatrix & m);
bool operator !=(const CMatrix & m);
operator double();
private:
int m_nRow;
int m_nCol;
double* m_pData;
};
CMatrix operator+(const CMatrix & m1, const CMatrix & m2);
inline void CMatrix::Set(int nRow, int nCol, double dVal)
{
m_pData[nRow * m_nCol + nCol] = dVal;
}
#endif
7、实验运行结果及总结
复制构造函数是构造函数的一种，也称拷贝构造函数，它只有一个参数，参数类型是本类的引用。
复制构造函数的参数可以是 const 引用，也可以是非 const 引用。
一般使用前者，这样既能以常量对象（初始化后值不能改变的对象）作为参数，也能以非常量对象作为参数去初始化其他对象。一个类中写两个复制构造函数，一个的参数是 const 引用，另一个的参数是非 const 引用，也是可以的。
析构函数（destructor）是成员函数的一种，它的名字与类名相同，但前面要加~，没有参数和返回值。
一个类有且仅有一个析构函数。如果定义类时没写析构函数，则编译器生成默认析构函数。如果定义了析构函数，则编译器不生成默认析构函数。
析构函数在对象消亡时即自动被调用。可以定义析构函数在对象消亡前做善后工作。
ofstream: 写操作（输出）的文件类 (由ostream引申而来)
ifstream: 读操作（输入）的文件类(由istream引申而来)
fstream: 可同时读写操作的文件类 (由iostream引申而来)
ofstream是从内存到硬盘，ifstream是从硬盘到内存，其实所谓的流缓冲就是内存空间