C++演算子オーバーロードで虚数計算をしたい

表題のとおり，C++演算子オーバーロードで虚数計算をするコードを書いています．
虚数型として，ItypeというClassを定義して行っています．

環境はCentOS6.7, gcc4.6.3, コンパイルオプションは使っていません．
実数と虚数同士の全ての演算の組み合わせを実装したいと思っています．
(例えば実数＝虚数＋虚数なら，実部のみを足して実数に代入)

現在，以下のようなコードを書いているのですが，2つのエラーに悩んでいます．

(1)c = a + bはできるが，c = a + b + aのような多項式ができない

エラー）./src/Itype.cpp(15): エラー: 演算子 "+" がこれらのオペランドと一致しません。
オペランドの型は (Itype + Itype) です。

(2)double = Itype + Itypeが定義できない

エラー: 戻り型のみで識別された関数は多重定義できません。

(2)は多少面倒な方法になっても構いません．
実装方法をご存じの方，教えていただけないでしょうか．

c++
1//header_file
2class Itype
3{
4   public:
5      double r;
6      double i;
7      Itype()
8	 : r(0.0), i(0.0)
9      {}
10
11//arithmetics
12friend Itype operator+( Itype& a,  Itype& b);
13friend double operator+( Itype& a,  Itype& b);
14};

c++
1// C_file
2Itype operator+( Itype& a,  Itype& b){
3   Itype ans;
4//   ..処理..
5   return ans;
6}
7double operator+( Itype& a,  Itype& b);{
8   double ans;
9//   ..処理..
10   return ans;
11}
12int main(){
13   Itype a, b, c;
14   a.r=1;
15   a.i=1;
16   b.r=1;
17   b.i=1;
18   c.r=1;
19   c.i=1;
20   a = b + c + a;
21   return(0);
22}
23

yohhoy

2016/11/07 06:49

C++標準ライブラリで std::complex が提供されていますが、あくまで虚数型を自作したいという趣旨でしょうか？

Gustave

2016/11/07 07:45

そうです．

行動規範の内容に同意します

回答3件

ベストアンサー

こんにちは。

(1)c = a + bはできるが，c = a + b + aのような多項式ができない

d=a+b+c;を展開すると、d=operator+(operator+(a, b), c);
となります。operator+(a, b)は演算結果なので右辺値です。
右辺値を参照(Itype&)で受けることはできません。
しかし、const参照ならば受け取れます。

(2)double = Itype + Itypeが定義できない

他の方も言っているように戻り値だけが異なるオーバーロードは定義できません。
キャスト演算子を使えば暗黙の型変換できるので、(2)の式だけなら対応できます。
（もう少し複雑な場合に対応できるかどうかは不明です。）

実装です。
なお、rとiをprivateにする必要はないです。これは私の経験的から来る好みです。
operator<<は便利のためです。

C++
1#include <iostream>
2
3class Itype
4{
5    double r;
6    double i;
7
8public:
9    Itype() : r(0.0), i(0.0)  {}
10    Itype(double ir, double ii) : r(ir), i(ii) { }
11
12    operator double()
13    {
14        return r;
15    }
16
17    friend Itype operator+(Itype const& a, Itype const& b)
18    {
19        return Itype(a.r+b.r, a.i+b.i);
20    }
21
22    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& ios, Itype const& iRhs)
23    {
24        ios << "(" << iRhs.r << ", " << iRhs.i << ")";
25    }
26};
27
28int main()
29{
30    Itype a(1, 10);
31    Itype b(2, 20);
32    Itype c(4, 40);
33
34    double r = a + b;
35    std::cout << "r=" << r << "\n";
36
37    a = b + c + a;
38    std::cout << "a=" << a << "\n";
39
40    return 0;
41}