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

 1extern void timeval_normalize(timeval &t);
 2
 3class 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
30inline 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
36inline 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
42inline 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
47inline 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
52inline 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
58inline bool operator != (const timeval &t1,const timeval &t2)
59{
60    return !(t1 == t2);
61}
62
63inline bool operator < (const timeval &t1,const timeval &t2)
64{
65    timeval t = t1 - t2;
66    return t.tv_sec < 0;
67}
68
69inline 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
75inline bool operator <= (const timeval &t1,const timeval &t2)
76{
77    return !(t1 > t2);
78}
79
80inline 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

 1static const long ONE_SECOND_IN_USECS = 1000000;
 2
 3void 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。